वैज्ञानिकों ने एक नई हाइब्रिड इमेजिंग तकनीक, HyFMRI विकसित की है, जो जीवित मस्तिष्क में न्यूरोनल, एस्ट्रोसाइटिक और हीमोडायनामिक गतिविधि को एक साथ देखने की क्षमता प्रदान करती है। यह नवाचार मस्तिष्क के कामकाज और बीमारियों की समझ में अभूतपूर्व अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, क्योंकि यह वास्तविक समय में, गैर-आक्रामक रूप से विभिन्न मस्तिष्क कोशिकाओं और रक्त प्रवाह के बीच परस्पर क्रिया को पकड़ता है। HyFMRI मल्टीप्लेक्सड फ्लोरेसेंस इमेजिंग को मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग (MRI) से प्राप्त विस्तृत स्थानिक जानकारी के साथ जोड़ती है, जो न्यूरॉन और एस्ट्रोसाइट गतिविधि को ट्रैक करने के लिए विशेष मार्करों का उपयोग करती है। यह संलयन पिछली विधियों की सीमाओं को पार करता है, जो मस्तिष्क के कार्य के केवल एक पहलू पर ध्यान केंद्रित करती थीं।
यह तकनीक उन्नत फ्लोरोसेंट प्रोटीन का उपयोग करती है जो न्यूरॉन्स और एस्ट्रोसाइट्स से विशिष्ट संकेतों के जवाब में प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, जिससे शोधकर्ताओं को उनकी गतिविधि को अलग करने और निगरानी करने की अनुमति मिलती है। इसके बाद MRI घटक रक्त प्रवाह और ऑक्सीजन संतृप्ति को मैप करता है, जिससे सेलुलर सिग्नलिंग को उच्च सटीकता के साथ संवहनी प्रतिक्रियाओं से जोड़ा जाता है। यह एक साथ डेटा अधिग्रहण न्यूरोवैस्कुलर कपलिंग नामक प्रक्रिया को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, जो यह बताता है कि तंत्रिका गतिविधि को रक्त की आपूर्ति कैसे समर्थित करती है। HyFMRI का एक महत्वपूर्ण लाभ इसकी गैर-आक्रामक प्रकृति है, जिसका अर्थ है कि अध्ययन किए जा रहे मस्तिष्क ऊतक को कोई नुकसान नहीं होता है।
इस तकनीक के विकास में फ्लोरेसेंस डिटेक्शन को MRI सीक्वेंस के साथ सिंक्रनाइज़ करना और जटिल डेटा को संसाधित करने के लिए परिष्कृत कंप्यूटर एल्गोरिदम का उपयोग करना शामिल था। प्रारंभिक परीक्षणों ने पशु मॉडल में उत्तेजना-प्रेरित न्यूरोनल फायरिंग को एस्ट्रोसाइटिक कैल्शियम तरंगों और रक्त प्रवाह में संबंधित परिवर्तनों के साथ सफलतापूर्वक दिखाया है। इन निष्कर्षों से मस्तिष्क कोशिकाओं और उनकी संवहनी सहायता प्रणाली की परस्पर संबद्धता का पता चलता है।
HyFMRI में अल्जाइमर रोग, स्ट्रोक और मिर्गी जैसी न्यूरोलॉजिकल स्थितियों के अध्ययन को महत्वपूर्ण रूप से आगे बढ़ाने की क्षमता है, जहां न्यूरोवैस्कुलर कपलिंग और एस्ट्रोसाइट्स के साथ समस्याएं संदिग्ध हैं। इन रोग संबंधी परिवर्तनों को विस्तार से मैप करके, तकनीक पहले निदान और उपचार की प्रभावशीलता की बेहतर निगरानी में सहायता कर सकती है। शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया है कि तकनीक लचीली है, जिससे विभिन्न फ्लोरोसेंट जांच का उपयोग करके अन्य कोशिका प्रकारों या विशिष्ट न्यूरोट्रांसमीटर का अध्ययन करने की संभावना है। हालांकि वर्तमान में पशु मॉडल में उपयोग किया जाता है, HyFMRI को मानव अध्ययन के लिए अनुकूलित करने के प्रयास चल रहे हैं। यह सफलता विभिन्न इमेजिंग प्रौद्योगिकियों को संयोजित करने में और नवाचार को प्रोत्साहित करती है।
HyFMRI द्वारा उत्पन्न समृद्ध डेटा कृत्रिम बुद्धिमत्ता के लिए जटिल मस्तिष्क पैटर्न का विश्लेषण करने के द्वार भी खोलता है, जिससे संभावित रूप से व्यक्तिगत तंत्रिका विज्ञान दृष्टिकोण प्राप्त हो सकते हैं। न्यूरोइमेजिंग के क्षेत्र में यह उपलब्धि, जो Light: Science & Applications में प्रकाशित हुई है, तंत्रिका विज्ञान और चिकित्सा में खोजों को तेज करने की उम्मीद है।