Я изучаю трактографиюметод, который направлен на реконструкцию пучков аксонов в головном мозге, следуя направлению диффузии воды. Это очень интересно, потому что это неинвазивно. Он использует разницу между серым веществом и белым веществом: в белом веществе (аксоны) мы находим анизотропную среду, поскольку существует преимущественное направление диффузии молекул воды вдоль направления аксонов, в то время как в сером веществе среда изотропна, поскольку молекулы не двигайтесь в предпочтительном направлении. Диффузия молекул обычно задается разницей концентрации молекул между двумя точками, но они должны двигаться, даже если этого градиента нет из-за температуры, а также из-за того, что они обладают определенной тепловой энергией. Поэтому мой вопрос: Почему молекулы движутся в направлении аксонов? Есть ли биологический аспект, который вызывает разницу в концентрации между начальной и конечной точками? Возможно, ответ тривиален, но поскольку я не биолог, я его не знаю :) и не могу найти что-то в сети. Кажется, я нахожу только объяснения диффузии молекул воды снаружи клетки внутрь... Хотелось бы знать причину, по которой они движутся в одном направлении аксона.
Движение — это просто движение тепловой энергии, которое вы описываете, а не из-за разницы в концентрации.
Анизотропия обусловлена геометрией. Тракты белого вещества фактически представляют собой плотный пучок толстых жировых шлангов. Вода может свободно двигаться в трубках, но не может так же свободно проходить через плотные стенки, поэтому вы видите большее движение по длине аксона, а не перпендикулярно им.
Вы можете прочитать больше на https://en.wikipedia.org/wiki/Diffusion_MRI