3D-метрика формы нейронов ускорит поиск лекарств от деменции
Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали революционный цифровой метод анализа формы дендритных шипиков нейронов — микроскопических «антенн», отвечающих за связи между клетками мозга, память и обучение. При болезни Альцгеймера амилоидные бляшки вызывают их деформацию задолго до проявления симптомов, нарушая коммуникацию нейронов. Новый подход не просто измеряет размеры, а создает математический «портрет» сложной 3D-структуры с ювелирной точностью.
Традиционные методы давали лишь базовые параметры: длина, ширина, объем головки шипика. Команда Екатерины Пчицкой применила инженерную математику — сферические гармоники и моменты Цернике, знакомые по анализу турбин и крыльев самолетов.
Сферические гармоники разлагают любой 3D-объект на сумму простых «волн» с коэффициентами, по которым можно воссоздать форму с точностью до пикселя.
Сравнив здоровые нейроны и клетки под амилоидной атакой, ученые увидели не только усыхание шипиков, но и качественные изменения форм клеток. Появились вытянутые, атипичные «уроды», невидимые для старых методов классификации. Эти мутации — ключ к пониманию, как бляшки разрушают память.
Метод покажет, восстанавливает ли препарат нормальные формы или просто раздувает шипики. Секунды математических расчетов смогут заменить месяц визуального анализа для скрининга.
