다음은 2014년 6월호 JoVE: The Journal of Visualized Experiments에 게재될 내용입니다.
인간의 두뇌는 과학적 발견의 차세대 개척지라고 불려 왔습니다. 앞으로 몇 년 동안 과학자들은 뇌가 어떻게 작동하는지에 대한 이해를 크게 발전시켜 많은 신경 장애에 대한 진단, 예방 및 개입의 새로운 방법으로 이어질 것입니다. 이번 달 JoVE에서는 과학자들이 인간 두뇌의 미지의 영역을 탐색하는 데 도움이 될 수 있는 두 가지 새로운 기술을 소개합니다.
Clinical & Translational Medicine 섹션에서 DaSilva et al.은 편두통 중에 발생하는 신경 과정의 변화를 분석합니다. 그들은 두 가지 방법을 사용하여 편두통 환자의 뇌를 스캔합니다: 물 분자의 자기 특성을 사용하여 살아있는 조직을 이미지화하는 자기 공명 영상(MRI); 방사성 핵종 추적자에서 방출되는 감마선을 감지하는 양전자 방출 단층 촬영(PET). 신경 영상 데이터는 특수 형식으로 표시되므로 사용자는 특수 셔터 안경을 통해 3차원 가상 현실 환경에서 이미지를 볼 수 있습니다. 이 기술은 편두통 환자의 뇌를 통해 실시간 상호 작용 및 탐색을 가능하게 하며 신경통, 우울증 및 중독과 같은 다른 신경 장애에 적용할 수 있습니다.
Behavior 섹션에서 Bathelt et al.은 아동의 대뇌 피질에서 인지 활동의 원천을 매핑합니다. 신경 활동으로 인한 전기적 변화를 측정하는 뇌파검사(EEG)로 뇌 활동을 평가하고, MRI 스캔을 기반으로 한 머리 모델을 사용하여 EEG 기록 소스를 매핑합니다. 이 지도는 서로 다른 인지 자극에 대한 반응으로 활성화되는 다양한 피질 영역을 보여줍니다. 이 기술은 과학자들이 발달 중인 뇌의 복잡한 인지 능력의 기초를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
JoVE Applied Physics에서는 과학자들이 행성이 어떻게 형성되는지 조사할 수 있도록 초기 태양계의 조건을 근사화하는 프로토콜에서 매우 큰 개발 시스템을 조사합니다. 행성 형성은 미세한 먼지 입자가 축적되어 깨지기 쉬운 응집체를 형성할 때 시작되는 것으로 생각됩니다. 수천 년에 걸쳐 이러한 응집체는 직경이 약 1cm까지 자랄 수 있습니다. 충돌할 때, 이러한 응집체는 서로 튕겨 나가거나 파편으로 부서질 수 있지만, 충돌 속도가 적당하다면 응집체는 서로 달라붙어 수백만 년에 걸쳐 점차적으로 행성을 형성할 것입니다. Blum 외. 행성 형성을 촉진하는 것으로 생각되는 충돌 속도를 생성하고 이러한 충돌을 고속 이미징으로 기록하는 실험실 설정을 개발했습니다. 이러한 연구를 통해 그들은 우리 태양계를 창조한 물리적 힘에 대한 실마리를 얻을 수 있기를 희망합니다.
bioengineering 분야에서 3D 프린팅은 세포 분석을 위한 미세유체 어레이 인쇄에서 이미징 데이터의 물리적 모델 생성에 이르기까지 많은 잠재적인 생체 의학 응용 분야를 가진 흥미로운 기술입니다. 또한 실제 조직 구조를 엔지니어링하는 데 사용할 수 있으며, Cui et al.은 이번 달 JoVE Bioengineering에서 이를 입증했습니다. 그들은 상업용 잉크젯 프린터를 세포와 생체 재료로 조직 구조를 만들 수 있는 바이오프린터로 변환합니다. 그들은 이 기술을 사용하여 배양된 연골 이식편을 인쇄하는데, 이는 우수한 세포 생존력과 결합 조직의 구성 요소인 프로테오글리칸 생산을 보여줍니다. 이 기술은 여러 조직 유형을 복구하고 재생할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
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