Osvětlení mozku: Nová zobrazovací technologie pro neurovědy
NEUROGATE - inovativní projekt, jehož součástí je i výzkumná skupina Komplexní fotoniky, ÚPT AV ČR, sdružuje tři akademické partnery a jeden komerční subjekt s cílem ověřit nový systém v reálných podmínkách a rozšířit tak průlomovou technologii do celého odvětví biomedicínského výzkumu.
Evropský výzkumný tým z Německa, České republiky a Belgie vyvíjí inovativní zobrazovací technologii, která umožní s vysokou přesností vizualizovat neuronové procesy v živých organismech. Projekt NEUROGATE pracuje na holografickém endoskopu, který dokáže nahlédnout hluboko do mozku skrze ultra-tenké optické vlákno – minimálně invazivně se sub-buněčným rozlišením. Evropská rada pro inovace (EIC) financuje vývoj této technologie částkou 2,5 milionu eur, aby ověřila její využitelnost v biomedicínském výzkumu.
NEUROGATE přináší revoluční nástroj pro chronické in-vivo sledování klíčových mozkových procesů na mikroskopické úrovni, a to jak ve zdravém, tak v nemocném stavu. Díky tomu otevírá nové možnosti nejen pro základní neurovědecký výzkum, ale i pro medicínské aplikace.
Vysoké rozlišení pohledu do mozku
Holografický endoskop je založen na multimodovém optickém vláknu tenčím než lidský vlas. Umožňuje dlouhodobé pozorování neuronových sítí v hlubokých oblastech mozku – dokonce i u volně se pohybujících organismů. To otevírá nové možnosti pro studium neurologických onemocnění, jako je Alzheimerova choroba nebo epilepsie, a mohl by přispět k vývoji inovativních diagnostických a terapeutických přístupů.
„Tato technologie představuje zlomový bod v neurovědě,“ říká profesor Dr. Tomáš Čižmár, vedoucí výzkumného oddělení Leibnizova institutu IPHT a profesor na Univerzitě Friedricha Schillera v Jeně. "S projektem NEUROGATE posouváme hranice možností studia neuronální aktivity v přirozených podmínkách s bezprecedentní přesností. Tyto poznatky mohou podstatně rozšířit naše chápání neurologických onemocnění." dodává Čižmár.
Tomáš Čižmár zároveň vede výzkumnou skupinu Komplexní fotoniky v Ústavu přístrojové techniky Akademie věd České republiky v Brně. Za svou práci na holografických endoskopech převzal loni významné evropské ocenění v oboru mikroskopie European Microscopy Award a v listopadu Cenu ministra školství České republiky za rok 2024.
Technologický transfer: Start-up DeepEn
Klíčovým partnerem projektu je start-up DeepEn se sídlem v Jeně, který se zaměřuje na komercializaci této technologie. Společnost DeepEn vznikla v roce 2024 jako spin-off Leibniz-IPHT a ve stejném roce získala zvláštní cenu pro mladé společnosti v soutěži Thüringen Innovation Award.
Mezinárodní spolupráce pro biomedicínskou inovaci
Spolu s Leibniz IPHT a DeepEn na projektu NEUROGATE pracují další dva partneři: Ústav přístrojové techniky Akademie věd ČR v Brně (Česká republika) a výzkumné centrum NERF, které je součástí imec, VIB a KU Leuven (Belgie).
Dr. Hana Uhlířová z výzkumné skupiny Komplexní fotoniky, ÚPT AV ČR, jako český partner výzkumu uvádí: "Tento projekt nám umožňuje testovat technologii v reálných podmínkách a udělat významný pokrok v neurovědě."
Od základního výzkumu k aplikacím
NEUROGATE si klade za cíl přivést tuto technologii na úroveň technologické připravenosti 6 (TRL6) – ověření za realistických podmínek. Jedná se o klíčový krok směrem k jejímu využití v biomedicínském výzkumu a následně v klinických aplikacích.
Projekt navazuje na úspěšné předchozí iniciativy WOKEGATE a STROKEGATE. Zatímco WOKEGATE umožnil vývoj ultra-jemných endoskopů pro studium neuronových sítí, STROKEGATE ukázal, jak lze tuto technologii využít k analýze účinků mrtvice na mozek.
„S NEUROGATE ukazujeme, jak lze spojit základní výzkum a transfer technologií k vývoji řešení pro společensky relevantní výzvy,“ říká profesor Čižmár.
Více informací
Prof. Mgr. Tomáš Čižmár, Ph.D.
Ústav přístrojové techniky AV ČR
Telefon: +49 170 146 7679
E mail: cizmart@isibrno.cz
Ing. Hana Uhlířová, Ph.D.
Ústav přístrojové techniky AV ČR
Telefon: 541 514 340
E mail: huhlirova@isibrno.cz
www.isibrno.cz
O úspěchu projektu NEUROGATE byla dne 31.1.2025 vydaná tisková zpráva kterou převzala Česká tisková kancelář.
Fotodokumentace: 
Tomáš Čižmár
FOTO: Jana Plavec, AV ČR
Hana Uhlířová
FOTO: HN
Ultra-tenký endoskop z optického vlákna slouží k in-vivo mikroskopickému zobrazování v hlubokých strukturách mozku myších modelů.
FOTO: Jana Plavec, AV ČR