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2014 年 6 月:JoVE 本月 - 人脑中的 3D 虚拟导航、行星形成模拟和生物打印培养软骨移植物

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2014年6月3日

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本文内容

摘要

以下是 2014 年 6 月刊的 JoVE:可视化实验杂志》中的内容。

人脑被称为科学发现的下一个前沿领域。在未来几年,科学家将极大地促进我们对大脑工作原理的理解,从而为许多神经系统疾病带来新的诊断、预防和干预方法。本月的 JoVE 中,我们将介绍两项新技术,它们可以帮助科学家探索人脑的未知领域。

在临床与转化医学部分,DaSilva等人分析了偏头痛期间发生的神经过程的变化。他们使用两种方法扫描偏头痛患者的大脑:磁共振成像 (MRI),利用水分子的磁性对活组织进行成像;以及正电子发射断层扫描 (PET),用于检测放射性核素示踪剂发射的伽马射线。神经影像学数据以特殊格式显示,因此通过特殊的快门眼镜,用户可以在 3D 虚拟现实环境中看到图像。该技术允许通过偏头痛患者的大脑进行实时交互和导航,并且可以应用于其他神经系统疾病,例如神经痛、抑郁症和成瘾。

在 行为部分,Bathelt 等人绘制了儿童大脑皮层中认知活动的来源。脑电图 (EEG) 评估大脑活动,脑电图测量由神经活动引起的电变化,并使用基于 MRI 扫描的头部模型绘制 EEG 记录的来源。这些图显示了响应不同认知刺激的不同皮层激活区域。这项技术可以帮助科学家了解发育中的大脑中复杂认知技能的基础。

在 JoVE 应用物理学中,我们以一种近似于早期太阳系条件的协议来研究一个非常大的发展中的系统,以便科学家可以研究行星是如何形成的。行星的形成被认为是从微小的尘埃颗粒积累形成脆弱的聚集体开始的。在几千年的时间里,这些聚集体可以长到直径 1 厘米左右。当它们碰撞时,这些聚集体可能会相互反弹或分裂成碎片——但如果碰撞速度恰到好处,聚集体会相互粘附,在数百万年的时间里逐渐形成行星。Blum 等人。开发了实验室装置,可以产生被认为促进行星形成的碰撞速度,并通过高速成像记录这些碰撞。通过这些研究,他们希望阐明创造我们太阳系的物理力。

在 bi工程领域,3D 打印是一项令人兴奋的技术,具有许多潜在的生物医学应用,从打印用于细胞分析的微流体阵列到生成成像数据的物理模型。它还可用于设计实际的组织结构,Cui 等人本月在 JoVE Bioengineering 中演示了这一点。他们将商用喷墨打印机转换为生物打印机,然后可以用细胞和生物材料构建组织结构。他们使用这项技术打印培养的软骨移植物,这些移植物显示出优异的细胞活力和蛋白多糖(结缔组织的一种成分)的产生。这项技术具有修复和再生多种组织类型的潜力。

您刚刚抢先看了 JoVE 2014 年 6 月刊的 。访问网站,查看 JoVE: The Journal of Visualized Experiments 中的完整文章以及更多内容。

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