Побудувати карту кровоносних судин можна за допомогою методу, який дозволяє стежити за окремими еритроцитами.
Проблеми з судинами особливо сильно б'ють по мозку. Витончення судинних стінок, їх надмірне розтягнення може призвести до інсульту. Якщо ж на стінці судини з'явиться атеросклеротична бляшка, кровотік зменшиться, і навколишні нейрони почнуть страждати від нестачі кисню і поживних речовин - а мозок, як відомо, до цього надзвичайно чутливий.
Щоб розуміти, в якому стані знаходиться кровопостачання мозку, потрібно мати якомога повнішу карту кровоносних судин, аж до найменших капілярів. Однак побудувати таку карту дуже непросто. Тут є різні методи візуалізації, але більшість їх зводиться до того, що в кров вводять флуоресцентні барвники, які відстежують у дорозі судинами. Проблема в тому, що такі барвники токсичні, і до того ж здатні впливати на судини, змінюючи кровотік, через що карта судинної мережі виявляється не надто достовірною. Інший варіант - створювати генетично модифікованих тварин, у яких клітини стінок судин синтезують білок, що світиться. Але цей спосіб досить складний і недішев (як, власне, і метод з барвниками).
Співробітники Сколківського інституту науки і технологій (Сколтеха) і Саратовського державного університету ім. М. Г. Чернишевського розробили недорогий метод візуалізації, що дозволяє розрізняти навіть найдрібніші капіляри головного мозку. Він не вимагає жодних барвників - потрібен тільки оптичний мікроскоп, що дозволяє розрізняти окремі еритроцити, і алгоритм, що аналізує велику кількість зображень, яке дає цей мікроскоп. Якщо ми можемо розрізняти окремі еритроцити, то можемо отримати зображення навіть найменших капілярів і точно оцінити швидкість кровотоку.
Спочатку метод випробували на кровоносних мережах курячого ембріона, у якого судини легко доступні для спостереження. Від курячого ембріона потім перейшли до мозку щура - в ньому окремі еритроцити розгледіти вже складно, але зате можна побачити колірні зміни, які пов'язані з групами судин; за такими колірними патерами можна побудувати карту судин мозку. Результати експериментів опубліковані в The European Physical Journal Plus.
Новий метод дозволяє безпосередньо отримувати дві важливі характеристики кровоносної системи - швидкість кровотоку і діаметр судини. Вони важливі не тільки тоді, коли ми оцінюємо ризик інсульту, але і коли мова йде про розподіл ліків у мозку, інфекційних хворобах і пухлинах. Наприклад, за допомогою нової візуалізації можна дослідити злоякісні новоутворення, які поглинають аномально багато поживних речовин і намагаються обрости кровоносними судинами.
За матеріалами прес-служби Сколтеха.