Multibeam Array Tomography​

Bei der Array-Tomografie (AT) werden die Serienschnitte mit dem SEM abgebildet und anschließend digital zu einem 3D‑Datensatz rekonstruiert. Ein Multistrahl-SEM (ZEISS MultiSEM) kombiniert bis zu 91 Elektronenstrahlen und beschleunigt die Bildaufnahme damit erheblich. Die Multibeam- oder Multistrahl-AT kann Volumen von mehr als einem Kubikmillimeter Größe mit einer Auflösung im Nanometerbereich abbilden – ideal für Bereiche wie die Konnektomik. Die Multibeam-AT eignet sich sogar für das Mapping großer neuronaler Netze, beispielsweise eines ganzen Mäusehirns.

Das Gehirn ist ein komplexes Organ mit Millionen von neuronalen Verbindungen und Signalwegen. Um langfristig neue Behandlungsmöglichkeiten für bestimmte Pathologien des Gehirns zu finden, müssen Forschende dieses vielschichtige Netzwerk aus Neuronen besser verstehen. Dies erfordert ein besseres Verständnis der Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion des Hirngewebes.

Mittels Bildgebung in großem Maßstab und in hoher Auflösung können diese neuronalen Verbindungen im Gehirn besser untersucht werden. Bei kleinen Gehirnpräparaten ist der Zeitaufwand für die Erfassung eines vollständigen 3D‑Datensatzes zwar erheblich, aber mit der richtigen Technologie durchaus zu bewältigen. ZEISS MultiSEM arbeitet mit mehreren parallelen Elektronenstrahlen und erfasst damit die Bilddaten mit beispielloser Geschwindigkeit. So lässt sich selbst das Gehirn einer Maus vollständig abbilden.

Die Bilder unten zeigen dieselben Schnitte eines Mäusehirns, die mit ZEISS MultiSEM mit 61 Elektronenstrahlen aufgenommen wurden, in unterschiedlicher Vergrößerung. Probe mit freundlicher Genehmigung von J. Lichtman, Harvard University, USA.