Observer le cerveau sans créer de brèche dans le crâne est une technologie émergente pour ceux qui étudient diverses maladies liées au cerveau. La technologie actuelle progresse, mais les problèmes liés à la pénétration de la lumière, à la qualité limitée de l’imagerie et à la profondeur du cortex freinent considérablement ses progrès. Cela a conduit à l’utilisation actuelle de “fenêtres de crâne”.
La fenêtre en verre à crâne ouvert et la fenêtre à crâne aminci sont les deux techniques de fenêtre crânienne les plus utilisées. La fenêtre à crâne ouvert nécessite l’ablation d’une partie du crâne et le recouvrement du cerveau par une lame de verre transparente. La fenêtre à crâne aminci implique le meulage d’une partie du crâne extrêmement fine (<25 μm) pour permettre la pénétration de la lumière. Des fenêtres de crâne à base d’agents chimiques capables de rendre le crâne plus transparent à la lumière ont été développées ces dernières années.
Aucune de ces fenêtres crâniennes n’est adaptée à l’observation continue à grande échelle et à haute résolution de certains modèles de maladies cérébrales aiguës. C’est notamment le cas des lésions cérébrales traumatiques aiguës (TBI), qui touchent environ 69 millions de patients dans le monde. Des forces externes tendent à provoquer un TBI, déclenchant une série de dysfonctionnements du cerveau.
Il est donc essentiel de mettre au point une technique de fenêtre crânienne qui puisse répondre à toutes les exigences tout en étant utile pour les études.
Dans un nouvel article publié dans eLight, une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Dan Zhu de l’université des sciences et technologies de Huazhong a étudié les techniques à l’origine des fenêtres crâniennes. Leur article, intitulé “A Through-Intact-Skull (TIS) chronic window technique for cortical structure and function observation in mice”, a mis en évidence une technique nouvelle et unique qui pourrait sauver des vies.
Les chercheurs ont créé une fenêtre de dégagement optique chronique du crâne appelée “fenêtre Through-Intact-Skull (fenêtre TIS)”. Grâce à leurs expériences sur des souris, ils n’ont plus eu besoin de retirer des morceaux du crâne. En évitant la craniotomie et en retirant une partie du crâne, les chercheurs ont obtenu un champ de vision bilatéral pour suivre la réponse immunitaire à un TBI aigu au niveau de la résolution unicellulaire.
Ils ont également constaté que leur technique pouvait fonctionner dans la plupart des applications dans lesquelles les fenêtres crâniennes actuelles sont utilisées. Par conséquent, cette nouvelle technologie peut être utilisée dans diverses applications de visualisation corticale in vivo et présente un grand potentiel pour les recherches en sciences du cerveau.
Les chercheurs ont évalué les caractéristiques de la fenêtre TIS et ont démontré sa profondeur d’imagerie de 900-μm, sa capacité de résolution de l’épine de la dendrite, sa capacité d’observation à long terme pendant des semaines et son adéquation aux animaux éveillés. La fenêtre TIS sans craniotomie présente des avantages par rapport à de nombreuses techniques existantes. Elle permet une surveillance corticale continue à haute résolution et à l’échelle centimétrique, avec une influence minimale sur l’environnement cérébral.
Par conséquent, la technique de la fenêtre TIS présente un grand potentiel pour la recherche physiologique et pathologique dans le domaine des sciences du cerveau.
Source :
Light Publishing Center, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics And Physics, CAS
