Untuk memahami penyakit otak, ahli saraf mencoba menguraikan labirin serabut saraf yang rumit di otak kita. Sebelum menganalisis jaringan otak di bawah mikroskop, sering kali jaringan tersebut direndam dalam lilin parafin untuk mendapatkan potongan berkualitas tinggi. Namun, sejauh ini belum mungkin memetakan secara akurat saraf padat di dalam irisan otak yang diberi lilin. Para peneliti dari Delft, Stanford, Jülich, dan Rotterdam mencapai tonggak sejarah: dengan menggunakan teknik yang disebut ComSLI, mereka memungkinkan pemetaan serat di dalam bagian jaringan mana pun dengan presisi mikrometer. Temuan ini dipublikasikan di Komunikasi Alam .
Mempelajari jaringan neuron di otak membantu untuk memahami penyakit otak seperti penyakit Alzheimer atau Parkinson. Untuk menganalisis anatomi secara rinci di bawah mikroskop, jaringan sering kali ditanamkan ke dalam lilin parafin dan dipotong menjadi irisan setipis mikrometer. Ini yang disebut tertanam parafin dengan formalin Bagian (FFPE) adalah standar emas untuk mempelajari jaringan sehat atau sakit. Namun, teknik mikroskop saat ini tidak dapat secara akurat memetakan jaringan serabut saraf besar di bagian FFPE tersebut.
Teknik yang pertama kali
Selama beberapa tahun terakhir, fisikawan Miriam Menzel telah mengembangkan teknik yang disebut Pencitraan cahaya tersebar komputasi (ComSLI) untuk mengurai jaringan serabut saraf. Kini, penemuannya menjadi teknik pertama yang dapat memetakan serabut saraf padat di bagian FFPE dengan presisi mikrometer dan pada area yang luas.
Alat serba bisa
Bersama Marios Georgiadis dari Universitas Stanford dan rekan lain dari Delft, Stanford, Jülich, dan Rotterdam, Menzel menunjukkan bahwa ComSLI mengungkap jaringan serat saraf di setiap bagian jaringan tipis, juga di irisan otak yang diberi lilin parafin. -Teknik kami bekerja pada semua bagian yang biasa digunakan untuk analisis mikroskopis: baru atau berusia satu abad, tidak diwarnai atau diwarnai, dibekukan atau difiksasi, pada berbagai tahap persiapan sampel-, jelas Menzel. -Ini dapat diterapkan secara retrospektif ke bagian arsip mana pun yang ribuannya tersedia di laboratorium di seluruh dunia.-
Atlas otak manusia
Salah satu contoh yang menonjol adalah BigBrain, atlas otak manusia yang didasarkan pada ribuan bagian FFPE dengan badan sel yang diwarnai. Ini menunjukkan anatomi otak dalam 3D dan pengguna dapat memperbesar bagian otak mana pun secara mikroskopis. Para peneliti mengukur jaringan asli dari atlas dengan ComSLI. Mereka mampu memvisualisasikan jaringan serabut saraf yang rumit selain badan sel – sesuatu yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan.
Tambahan yang mudah
ComSLI hanya membutuhkan lampu LED dan kamera resolusi tinggi, menjadikannya alat yang sederhana dan hemat biaya. -Laboratorium penelitian atau klinis lain dapat dengan mudah merealisasikan teknik kami, juga sebagai tambahan pada mikroskop yang sudah ada-, kata Menzel.
Gangguan neurologis
Para peneliti tidak hanya mampu memetakan jalur serat dengan benar di jaringan sehat, tetapi juga pada sampel otak yang mengalami degenerasi saraf dengan multiple sclerosis, penyakit Alzheimer, dan leukoensefalopati. Hal ini menjadikan ComSLI ideal untuk mempelajari gangguan neurologis dan kejiwaan.
Diagnostik kanker
Tapi ComSLI tidak terbatas pada penelitian otak. Menzel: -Kami menemukan bahwa teknik ini juga membuat struktur berserat lainnya terlihat, seperti serat otot atau kolagen. Dan dapat diterapkan pada bagian yang baru dibekukan, sehingga memungkinkan penilaian jaringan selama operasi.- Dengan cara ini, ComSLI bahkan dapat meningkatkan diagnostik kanker dengan mempelajari susunan serat kolagen pada batas tumor.
Penelitian ini merupakan hasil kolaborasi antara Menzel Lab di TU Delft, Stanford University, Forschungszentrum Jülich, dan Erasmus MC di Rotterdam. Sebagian dari penelitian ini didukung oleh Fasilitas Pencitraan Konvergensi dan Pusat Inovasi (CIFIC) Unggulan.
Pemetaan serat resolusi mikron dalam histologi tidak tergantung pada persiapan sampel
Marios Georgiadis, Franca aflengly , Hamed Abbi, Loes Etthema, Jeffrey Nirsl, Hossein Moow Taghavi, Moe’s Carlson, Michail Douks, Words, Worse A. Cups, Ships, Shoots, Rymond, Raymond A Setsompop, Congyu Lio, Katri Amunts, Mark Axer, Michael Zineh, Miriam Menu
Komunikasi Alam, 5 November 2025, DOI: 10.1038/s41467-025-64896-9
Fisika Pencitraan
Universitas Teknologi Delft memiliki sejarah panjang dalam teknologi pencitraan. Departemen Fisika Pencitraan berfungsi sebagai pusat inovasi berbasis fisika dalam teknologi pencitraan dan instrumentasi. Perusahaan ini berada di garis depan dalam pengembangan alat dan metode pencitraan baru untuk layanan kesehatan dan masyarakat digital.
