Os avanços nas técnicas de microscopia muitas vezes desencadearam descobertas importantes no campo da neurociência, permitindo insights vitais na compreensão do cérebro e novos tratamentos promissores para doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson. Uma seção especial sobre "Microscopia de Super-resolução da Estrutura Neural e Função" na edição atual da revista Neurophotonics , publicado pela SPIE, a sociedade internacional de óptica e fotônica, detalha este trabalho em relatórios sobre novas pesquisas e análises inovadoras.

Começando com a técnica de Golgi no final do século 19, à microscopia eletrônica na década de 1950, à microscopia confocal fluorescente e de dois fótons no final do século 20, técnicas de microscopia levaram a avanços importantes na neurociência, observe os editores convidados Valentin Nägerl e Jean-Baptiste Sibarita da Université de Bordeaux e do CNRS em seu editorial para a seção especial.

"Ao fornecer resoluções espaciais e temporais mais altas, bem como mais contraste e especificidade, essas técnicas inovadoras informaram muito nossa visão de como o cérebro funciona, "escrevem os editores.

Microscopia de fluorescência de super-resolução "é o último raio da roda revolucionária, "nota dos editores convidados." Reconhecido com o Prêmio Nobel de Química em 2014 por superar a barreira de difração da microscopia de luz, ele abre um novo potencial para derrubar a pesquisa biológica no nível molecular. Dez anos após seu desenvolvimento em um punhado de laboratórios, técnicas de microscopia de super-resolução pegaram fogo como um incêndio e agora são rotineiramente usadas em um grande número de laboratórios de biologia. "

Embora a microscopia de super-resolução seja uma adição relativamente recente ao arsenal de ferramentas disponíveis para a pesquisa neurocientífica, disse o editor-chefe da Neurophotonics, David Boas, do Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, "a amplitude de aplicativos impactantes está crescendo rapidamente. Esta seção especial fornece um instantâneo desse crescimento com uma coleção de documentos interessantes que ilustram a amplitude de aplicativos."

Artigos na seção, muitos deles acessíveis via acesso aberto, ajudam a validar e avaliar novas técnicas comparando-as com abordagens mais estabelecidas. Entre eles:

Em "Preenchendo a lacuna:adicionando super-resolução à tomografia de matriz para identificação ultraestrutural e molecular correlacionada de sinapses elétricas no conectoma C. elegans, "Sebastian Matthias Markert da Universidade de Würzburg e co-autores descrevem um novo método para correlacionar informação molecular com contexto ultraestrutural. Seu objetivo é permitir aos pesquisadores dissecar os fundamentos moleculares da organização ultraestrutural e função das sinapses elétricas com precisão e confiança.

A produção de mapas em nanoescala da organização de proteínas em superfícies celulares ou dentro de organelas é outra perspectiva empolgante em microscopia de super-resolução. Em "Contando números de proteínas sinápticas:quantificação absoluta e técnicas de imagem de molécula única, "Angela Patrizio e Christian Specht, da École Normale Supérieure, descrevem como as técnicas de microscopia com base em uma única molécula oferecem oportunidades incomparáveis ​​para estudar o conteúdo e a dinâmica das proteínas em compartimentos funcionais essenciais.

Uma marca registrada das doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson, é o dobramento incorreto e a auto-agregação de proteínas em estruturas amilóides que podem causar estragos em neurônios e sinapses. Em "Sondagem da agregação de proteína amilóide com métodos de super-resolução óptica:do tubo de ensaio aos modelos de doença", Clemens Kaminski e Gabriele Kaminski Schierle, da Universidade de Cambridge, explicam o potencial das novas técnicas de super-resolução óptica para fornecer informações sobre o mecanismo molecular do processo de automontagem patogênica in vitro e dentro das células.