Den naturliga världen tjänade som inspiration för forskarna vid Ohio State University vars mikroskopbilder tillkännagavs måndagen (13 september) bland de 20 bästa vinnarna i 2021 års Nikon Small World Photomicrography Competition.

Konkurrensen var hård:Nästan 1, 900 bilder från 88 länder lämnades in för övervägande.

Andrea Tedeschi, biträdande professor i neurovetenskap, placerad på sjätte plats i den årliga tävlingen med sin bild av hela nätverket av blodkärl som slingrar sig genom en vuxen mushjärnas sensorisk-motoriska cortex, ett område involverat i att kontrollera sensorisk och motorisk integration.

Tong Zhang och Paul Stoodley, biträdande direktör och direktör, respektive, vid Ohio State's Campus Microscopy and Imaging Facility (CMIF), placerade sig på sjua i tävlingen med en närbild av en fästing som tack vare ett avancerat färgschema, ger en detaljerad bild av hur skadedjurets mun är uppbyggd.

"Naturen är vacker. Det är en mycket viktig punkt att tänka på eftersom vi studerar något fantastiskt. Och det ger oss mycket positiv energi, " Sa Tedeschi. "Under mina studier blev jag mer och mer intresserad av mikroskopi, inte som en teknik utan som ett verktyg för att dyka djupare in i det okända."

Tedeschis labb fokuserar på att förstå hur stroke, ryggmärgsskada och hjärntrauma stör strukturen och funktionen hos nervceller och vridna blodkärl i musens centrala nervsystem, i hopp om att göra upptäckter som påverkar kliniska ansträngningar för att främja återhämtning.

Han har fulländat en teknik som möjliggör visualisering av varje enskilt blodkärl i den lilla mushjärnan.

"Allt som får en blodtillförsel kan avbildas under ett mikroskop utan att förlora några detaljer om den fina strukturen i kärlsystemet, hela vägen till kapillärerna - det fina och invecklade sista steget av syreutbyte i vävnad, sade Tedeschi, också medlem i Ohio State's Chronic Brain Injury Discovery Theme.

Även om neuroforskare tenderar att fokusera på nervbanorna i hjärnan och centrala nervsystemet, forskningen om blodflödets inverkan på utvecklingen av neurodegenerativa sjukdomar får fart. Och att kunna se hur komplicerad kärlsystemet är har fått Tedeschi att gräva djupare i sambandet mellan blodtillförsel och hjärnfunktion.

"Vi tenderar att tro att neuroner och neuronala kretsar är den mest komplexa strukturen, men i verkligheten, om du lägger över bilderna, du kan förstå att hjärnans kärl är lika komplex som neuronarkitekturen, " sa han. "Om du vill hitta var en sjukdom börjar, du behöver tillgång till strukturen så att du kan förstå de fina detaljerna du kan förbise."

Den färgglada fästinghuvudbilden skapad av Zhang och Stoodley var en provbild, utan samband med någon pågående forskning. Men verket har en direkt koppling till yrkeslivet för de två, som hanterar verksamheten i kärnmikroskopi- och bildbehandlingsanläggningen inom Ohio State Office of Research and Comprehensive Cancer Center. Som senior mikroskopist, Zhang ger utbildning, konsultation och teknisk support för att säkerställa att anläggningens Ohio State, Akademiska användare och industrianvändare fångar de bästa möjliga bilderna för sina projekt.

Tillsammans med att köra CMIF, båda är aktiva forskare. Stoodley, professor i mikrobiell infektion och immunitet, fokuserar sin forskning på att identifiera nyckelprocesser i utvecklingen och beständigheten av biofilmer, samhällen av bakterier som lever och kommunicerar med varandra, på labbbänken och i kliniska och industriella miljöer. Zhang studerar dynamiken mellan två cellkomponenter, mitokondrierna som levererar energi och cytoskelettnätverken som hjälper celler att behålla sin form, och hur de relaterar till sjukdomar.

Blodsugande fästingar är vanliga vektorer för sjukdomar hos människor och djur, och Zhang satte sig för att ge en detaljerad bild som nollställer anatomin i munnen – strukturen fästingar använder för att förankra sig till djuren och människor som tjänar som deras blodmjölskällor.

Han använde prov autofluorescens, biologiska strukturers naturliga emission av ljus, under olika våglängder, för att producera en detaljerad och färgstark bild av fästinghuvudets anatomi.

"Bilden var slående, och autofluorescensfärgschemat fick munregionen att dyka upp från hela bilden, " sa Zhang. "Du kan se fina detaljer i fästingens huvud, och särskilt dess munområde, med inverterade pilliknande strukturer.

"Det är ett bra exempel på naturens smarta design."

Både Tedeschi och Zhang noterade att Nikon Small World Photomicrography-tävlingen, nu på sitt 47:e år, har haft en viktig roll i att visa allmänheten hur vacker vetenskap kan vara.

"Bilderna har inte bara vetenskaplig betydelse, men också öppna ett fönster för människor, visar den fascinerande lilla världen, " sa Zhang.