Ich studiere TraktographieTechnik, die darauf abzielt, Bündel von Axonen im Gehirn zu rekonstruieren, indem sie der Diffusionsrichtung von Wasser folgt. Es ist sehr interessant, weil es nicht-invasiv ist. Es nutzt den Unterschied zwischen grauer Substanz und weißer Substanz aus: In weißer Substanz (Axone) finden wir eine anisotrope Umgebung vor, da es eine bevorzugte Richtung der Diffusionsfähigkeit von Wassermolekülen gibt, die entlang der Axonrichtung verläuft, während in grauer Substanz die Umgebung isotrop ist, da Moleküle nicht in eine Vorzugsrichtung bewegen. Die Diffusion von Molekülen ist im Allgemeinen durch einen Konzentrationsunterschied von Molekülen zwischen zwei Punkten gegeben, aber sie sollten sich bewegen, obwohl dieser Gradient aufgrund der Temperatur nicht vorhanden ist, sondern aufgrund der Tatsache, dass sie eine bestimmte thermische Energie haben. Daher ist meine Frage: Warum bewegen sich Moleküle in Axonrichtung? Gibt es einen biologischen Aspekt, der etwa einen Konzentrationsunterschied zwischen Anfangs- und Endpunkt verursacht? Vielleicht ist die Antwort trivial, aber da ich kein Biologe bin, weiß ich es nicht :) und ich kann im Internet nichts finden. Es scheint, dass ich nur Erklärungen für die Diffusion von Wassermolekülen von außerhalb der Zelle nach innen finde ... Ich würde gerne wissen, warum sie sich in die gleiche Richtung des Axons bewegen.
Die Bewegung ist nur die von Ihnen beschriebene Wärmeenergiebewegung, nicht aufgrund eines Konzentrationsunterschieds.
Die Anisotropie ist geometriebedingt. Die Bahnen der weißen Substanz sind effektiv ein dichtes Bündel dicker, fettiger Schläuche. Wasser kann sich frei in den Röhren bewegen, aber nicht so frei durch die dichten Wände, sodass Sie mehr Bewegung entlang der Axonlänge sehen als senkrecht dazu.
Weitere Informationen finden Sie unter https://en.wikipedia.org/wiki/Diffusion_MRI