新型高清顯微鏡可觀察活腦細胞

2019-06-07 14:08:38 来源: 襄阳信息港

  科学家们一直希望能够更清楚地看到大脑是如何工作的。以前研究人员只能在电子显微镜下摆弄死亡的脑细胞,而从来没有用高分辨率显微镜清晰地看到活的脑细胞在有生命的动物体内的活动图景。据美国物理学家组织近道,现在,德国马克斯 普朗克研究所的物理学家斯蒂芬和其同事将这一梦想付诸实现。相关论文刊登在一期美国《科学》杂志上。

  斯蒂芬与该研究所的其他研究者多年来一直在研发一种被叫做 受激发射损耗 (STED)的超高分辨率显微镜。现在,他们将这项工作提高到一个新的水准。为了让实验结果更清晰,他们首先对一只老鼠的特定脑细胞进行基因修改,使其能够发出荧光,然后切掉老鼠头盖骨的一小部分,放进玻璃器皿里,通过STED观察那些发亮的脑细胞。同时,研究人员启动STED中所装置的软件以遮盖鼠脑里那些没有变亮的部分,这样即可在有生命的老鼠外部实时地再现出神经细胞的高清活动影像。

  這個新型顯微鏡提供的清晰度可以達到70納米級以下,四倍于以前的顯微鏡,足以幫助科學家觀察到腦部樹突棘的活動,樹突棘是存在于哺乳動物大腦神經元樹突上的小突起,構成中樞神經系統興奮性突觸傳遞的原始位點。

  研究人员未来将有可能进一步发现这种新型显微镜的许多种用途,而其中重要的领域是用于观察治疗精神病药物在脑部神经元突触里是如何工作的,也许还会引发制药学针对特殊疾病开发新药的突破性进展。

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