Nápady a objevy

26. dubna 2022

Optická vlákna pomohou nahlédnout do nejhlubších částí mozku. Na výzkumu pracuje i doktorand z FSI

„Baví mě technika i přírodní vědy,“ říká Miroslav Stibůrek | Autor: archiv M. Stibůrka
Podívat se optickým vláknem tenčím než lidský vlas dovnitř lidského mozku. Taková je ambice vědeckého týmu, ve kterém působí i doktorand z FSI Miroslav Stibůrek. Takzvanou holografickou mikro-endoskopii zatím odborníci zkoušejí na myších, v budoucnu by ale rádi, aby se tato k tkáni šetrná a zároveň detailní zobrazovací metoda zpřístupnila i lidským pacientům.

Řada lidí zná endoskopická vyšetření například jícnu nebo střev, kdy se do těla zavádí katétr vybavený kamerou a dalšími nástroji. Vyšetření to nebývá příliš příjemné. Pacientům by v budoucnu mohlo ulevit použití menších sond z optických vláken. Na jejich vývoji pracují odborníci z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd, v jejichž týmu působí i doktorand ze strojní fakulty VUT a absolvent FEKTu Miroslav Stibůrek. Na výzkum optických vláken pro zobrazování lidského mozku letos získal interní grant VUT pro mladé vědce, takzvaný KInG.

„Optická vlákna mají lidé v povědomí hlavně díky rychlému internetu. My jsme schopni pomocí jediného optického vlákna, které má tloušťku jako lidský vlas, zobrazovat struktury uvnitř živých tkání. A to v submikronovém rozlišení, tedy vidíme až na úroveň buněčných organel,“ říká Stibůrek.

Oproti stávajícím metodám vyšetření mozku nabízí optická vlákna mnohem detailnější pohled do libovolné hloubky tkáně, což dnešní přístroje typu CT nebo tomografie neumí. „Dnes je to vždy něco za něco: pokud umíme zobrazit tkáně v libovolné hloubce, přicházíme o možnost vidět detaily, rozlišení přístrojů bývá řádově v milimetrech. U světelných mikroskopických metod získáváme skvělé rozlišení, ale neumíme se ponořit do hloubky. Holografickou mikro-endoskopií můžeme dosáhnout libovolné hloubky a rozlišení srovnatelného se světelnou mikroskopií,“ dodává Stibůrek.

Takto lze optickým vláknem zobrazit neurony v mozku živé myši | Autor: ÚPT AV ČR
V praxi by mohlo použití optických vláken pacientům ulevit, protože se jedná o minimálně invazivní metodu. Vědci už technologii testují v laboratoři, cesta k pacientům – tak jako u všech nových objevů v medicíně  bude ještě nějakou dobu trvat. Zatím provádějí experimenty na myších. „Veterinář fluorescenčně značenou myšku uspí, v anestezii jí vyholí srst na hlavě, nařízneme kůži a vyvrtáme do lebky malý otvor, takzvané kraniální okno. Tím pak zavádíme optické vlákno do mozku,“ popisuje Stibůrek, který doktorské studium zasvětil právě vývoji holografického mikro-endoskopu.

Výzkumu se věnuje v týmu profesora Tomáše Čižmára na Akademii věd. Od VUT letos získal půlmilionový grant pro mladé doktorandy, díky kterému se bude rok věnovat výzkumu procesu přípravy optického vlákna. „Nestačí nám vlákno jen ustřihnout a strčit do mozku. Deponujeme na něj různé vrstvy kovů a polymerů o tloušťce několik jednotek až stovek nanometrů. Tomuto procesu přípravy se chci letos ve své práci věnovat,“ vysvětluje Stibůrek a věří, že do budoucna by se výzkum mohl překlopit i do podoby startupu, který by pomohl nadějné technologii na trh, a tím i do nemocnic.

Cílový stav: zařízení a sonda, kterými lze nahlédnout do detailů mozkové tkáně | Autor: ÚPT AV ČR
„Baví mě komplexnost našeho výzkumu: je v tom technika i přírodní vědy, experimenty v laboratoři i zpracování dat. Byl bych moc rád, aby se využití optických vláken dál vyvíjelo a nakonec našlo uplatnění i v klinické praxi,“ uzavírá mladý vědec.

(ivu)

Témata

Související články:
Vědci z VUT významně pomohli s výrobou ochranných pomůcek a nyní pracují na nových projektech
Zakladatel Rohlik.cz: Nikdy jsem nebyl úplně studijní typ
Káva má být příjemný zážitek. Mléko či cukr nevadí, říká Aleš Pospíšil z European Coffee Trip
80 procent času stráví kurýr hledáním vchodu a čekáním, řešením rozvozu balíků jsou podle absolventů VUT autonomní auta
Martin Cígler: Největší brzdou rychlejšího IT rozvoje je nedostatek lidí