Hier ist ein Blick auf das, was in der Ausgabe Juni 2014 von JoVE: The Journal of Visualized Experiments kommt.
Das menschliche Gehirn wurde als die nächste Grenze der wissenschaftlichen Entdeckung bezeichnet. In den kommenden Jahren werden Wissenschaftler unser Verständnis der Funktionsweise des Gehirns erheblich verbessern, was zu neuen Methoden der Diagnose, Prävention und Intervention bei vielen neurologischen Erkrankungen führen wird. Diesen Monat stellen wir in JoVE zwei neue Techniken vor, die Wissenschaftlern helfen können, sich in unerforschten Gebieten des menschlichen Gehirns zurechtzufinden.
Im Abschnitt Klinische und Translationale Medizin analysieren DaSilva et al. Veränderungen in neurologischen Prozessen, die bei Migränekopfschmerzen auftreten. Sie scannen das Gehirn eines Migränepatienten mit zwei Methoden: Magnetresonanztomographie (MRT), bei der die magnetischen Eigenschaften von Wassermolekülen genutzt werden, um lebendes Gewebe abzubilden; und die Positronen-Emissions-Tomographie (PET), die Gammastrahlen nachweist, die von einem Radionuklid-Tracer emittiert werden. Die Neuroimaging-Daten werden in einem speziellen Format angezeigt, so dass der Benutzer durch eine spezielle Shutterbrille die Bilder in einer dreidimensionalen Virtual-Reality-Umgebung sehen kann. Diese Technik ermöglicht die Interaktion und Navigation in Echtzeit durch die Gehirne von Patienten mit Migräne und kann auf andere neurologische Störungen wie Neuralgien, Depressionen und Sucht angewendet werden.
Im Abschnitt Behavior kartieren Bathelt et al. die Quellen kognitiver Aktivitäten in der Großhirnrinde eines Kindes. Die Gehirnaktivität wird mit Hilfe der Elektroenzephalographie (EEG) bewertet, bei der elektrische Veränderungen gemessen werden, die durch neuronale Aktivität verursacht werden, und die Quellen der EEG-Aufzeichnungen werden mit Hilfe von Kopfmodellen auf der Grundlage von MRT-Scans kartiert. Diese Karten zeigen verschiedene kortikale Regionen der Aktivierung als Reaktion auf unterschiedliche kognitive Reize. Diese Technik kann Wissenschaftlern helfen, die Grundlagen komplexer kognitiver Fähigkeiten im sich entwickelnden Gehirn zu verstehen.
In JoVE Applied Physics untersuchen wir ein sehr großes Entwicklungssystem in einem Protokoll, das die Bedingungen im frühen Sonnensystem approximiert, damit Wissenschaftler untersuchen können, wie Planeten entstehen. Es wird angenommen, dass die Planetenentstehung beginnt, wenn sich mikroskopisch kleine Staubpartikel ansammeln, um zerbrechliche Aggregate zu bilden. Im Laufe einiger tausend Jahre können diese Aggregate einen Durchmesser von etwa 1 cm erreichen. Wenn sie kollidieren, können diese Aggregate aneinander abprallen oder in Fragmente zerbrechen - aber wenn die Kollisionsgeschwindigkeit genau richtig ist, bleiben die Aggregate aneinander haften und bilden über Millionen von Jahren allmählich Planeten. Blum et al. entwickelte Laboraufbauten, die die Kollisionsgeschwindigkeiten erzeugen, von denen angenommen wird, dass sie die Planetenentstehung fördern, und zeichnen diese Kollisionen mit Hochgeschwindigkeitsbildgebung auf. Mit diesen Studien hoffen sie, Licht in die physikalischen Kräfte zu bringen, die unser Sonnensystem geschaffen haben.
Im Bereich bi ist der 3D-Druckeine aufregende Technologie mit vielen potenziellen biomedizinischen Anwendungen, die vom Drucken mikrofluidischer Arrays für zelluläre Assays bis hin zur Herstellung physikalischer Modelle von Bildgebungsdaten reichen. Es kann auch verwendet werden, um tatsächliche Gewebestrukturen zu entwickeln, was Cui et al. diesen Monat in JoVE Bioengineering demonstrieren. Sie verwandeln einen kommerziellen Tintenstrahldrucker in einen Biodrucker, der Gewebestrukturen aus Zellen und Biomaterialien aufbauen kann. Sie verwenden diese Technologie, um kultivierte Knorpeltransplantate zu drucken, die eine hervorragende Zellviabilität und Produktion von Proteoglykan, einem Bestandteil des Bindegewebes, aufweisen. Diese Technik hat das Potenzial, mehrere Gewebetypen zu reparieren und zu regenerieren.
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