Emozioni, memoria, linguaggio, movimenti e 5 sensi. Tutti controllati dal computer più potente del mondo: il cervello. Un complesso e intricato circuito di neuroni e cellule specializzate che affascina e incuriosisce. Nonostante la sua natura estremamente intrigate, il cervello rimane uno degli organi più misteriosi e meno conosciuti. Tale lacuna deriva principalmente dalla sua stessa essenza, ma anche dalle difficoltà tecniche nell’analizzarlo. Districare i complessi network neuronali e comprendere le infinte relazioni tra cellule cerebrali è infatti da sempre desiderio di tutti i neuroscienziati che si sono per anni scontrati con l’assenza di strumenti in grado di supportare la loro ricerca di risposte.
Come già descritto in precedenza (leggi: Scubadiving per neuroscienziati: immergersi in un cervello senza pinne e occhiali), un’importante pietra miliare nel campo delle neuroscienze è rappresentata da FEMTO 3D ATLAS, il primo microscopio 2 fotoni con tecnologia Acousto-Optic. Tale tecnologia è in grado di penetrare e visualizzare tessuti vivi senza danneggiarli, realizzando video in 3D ad altissime velocità. La capacità di ottenere immagini 3D di FEMTO 3D ATLAS apre dunque nuove frontiere nel campo delle neuroscienze permettendo la visualizzazione di ampie regioni celebrali oppure multiple aree d’interesse in contemporanea. Infatti, grazie alla modalità Region Scanning è possibile selezionare numerose zone del sistema nervoso, come corpi neuronali o dendriti, e poi visualizzarle simultaneamente (per ulteriori informazioni leggi: Scubadiving per neuroscienziati: immergersi in un cervello senza pinne e occhiali).
FEMTO 3D ATLAS risulta dunque perfetto per esperimenti comportamentali con animali modello. L’utilizzo di organismi vivi comporta però inevitabili movimenti del campione, i quali compromettono notevolmente la qualità del video acquisito. Seppur immobilizzati o anestetizzati, gli animali modello attraverso il respiro o il battito cardiaco generano micro-movimenti che non solo riducono la qualità dell’immagine, ma alterano significativamente la quantificazione del segnale.
Per esempio, utilizzando il 3D point scanning (punto per punto) per acquisire l’attività di Calcio (Calcium Activity) a livello dei dendriti si ottiene un’immagine “traballante” e una quantificazione del segnale totalmente inaffidabile (Figura 1).
Per risolvere questo problema, la modalità Region Scanning di Femtonics permette di selezionare l’intero dendrite con un’ampia regione bidimensionale orientata nelle 3 dimensioni (Figura 2 Destra). In questo modo, si acquisiscono informazioni anche nell’area circostante della struttura di interesse permettendo al software di stabilizzare e correggere l’immagine (Figura 2 Sinistra). Come menzionato in precedenza, tale correzione non solo migliorerà la qualità del video ottenuto, ma eliminerà rilevanti bias introdotti nella quantificazione del segnale.
Figura 2: La modalità 3D Ribbon Scanning permette l’acquisizione di informazioni attorno alla struttura d’interesse.
