科羅拉多大學(xué)安舒茨醫(yī)學(xué)校區(qū)的神經(jīng)學(xué)家和生物工程師與博爾德的科學(xué)家小組發(fā)明了一種深入大腦內(nèi)部的微型光纖顯微鏡。研究發(fā)表在光學(xué)快報(bào)上，談到了顯微鏡的各種細(xì)節(jié)。
“現(xiàn)今的顯微鏡只能穿透大腦一毫米但是我們想要看到更深的層次，”迭戈雷斯特雷波教授說(shuō)，該論文的作者之一，安舒茨神經(jīng)科學(xué)中心主任。“你可以操縱這個(gè)鏡頭雖然大多數(shù)部件是固定的。這意味著可以看到大腦內(nèi)神經(jīng)元的狀態(tài)。”
激光掃描顯微鏡，將進(jìn)一步利用光導(dǎo)纖維和微小的電潤(rùn)濕鏡頭完善原型。與其他小聚焦鏡頭相比，它的速度非常快。這表明關(guān)注活體組織非?？煽?。同時(shí)，鏡頭可以快速改變焦點(diǎn)通過(guò)在兩種不同的液體改變電流，實(shí)際上是改變透鏡的曲率。
直徑約半英寸，顯微鏡可以直接安裝到老鼠顱內(nèi)。光纖線將讓動(dòng)物自由移動(dòng)，同時(shí)科學(xué)家們了解它的大腦和監(jiān)控對(duì)特定刺激的反應(yīng)。這意味著部分如杏仁核的大腦，幾乎已經(jīng)脫離了顯微鏡，很快就會(huì)出現(xiàn)在實(shí)時(shí)、高分辨率的3D圖像中。
“用光學(xué)方法來(lái)刺激和記錄神經(jīng)元是神經(jīng)科學(xué)研究的未來(lái)方向，”巴里斯說(shuō)，“但大多數(shù)研究人員適應(yīng)現(xiàn)有大型顯微鏡做圖像時(shí)限制老鼠的運(yùn)動(dòng)，這樣很難建立與運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。解決方案是將顯微鏡放在老鼠身上，而不是把老鼠放在顯微鏡上。”
艾米麗·吉布森，生物工程助理教授，說(shuō)顯微鏡打開(kāi)一個(gè)全新的科學(xué)世界。“我們現(xiàn)在可以測(cè)量更多神經(jīng)元的范圍和樣本。例如，我們可以同時(shí)拍攝100個(gè)神經(jīng)元，而過(guò)去我們只能拍攝10個(gè)。”
所有的這一切有可能應(yīng)用于人類(lèi)。“能夠看到表面下的大腦提供了新的、強(qiáng)大的方式來(lái)研究大腦功能，“雷斯特雷波說(shuō)。“這將幫助我們理解大腦疾病和制定新的治療方法。”
其他可能性包括針對(duì)特定的腦疾病篩選藥物，神經(jīng)外科醫(yī)生針對(duì)治療帕金森病拍攝大腦特定區(qū)域，開(kāi)展光學(xué)定位腦部腫瘤活體診斷，研究神經(jīng)損傷和假肢控制之間的聯(lián)系。
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