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神经科学研究技术得到突破新型光场显微镜成功研发滑石粉

2021-01-13

神经科学研究技术得到突破 新型光场显微镜成功研发

在很多年之前,人们只能用肉眼或者是放大镜观察世界,自显微镜研发成功并投入使用后,可谓是开创了人类眼睛视力的新纪元,将一个全新的世界展现在了人类的视野里。在显微镜的帮助下,人们也顺利观察到了与以往不同的微观领域。

显微镜不仅在微生物学贡献了巨大的力量,在材料、教育、医疗、生物制药、农业、环境保护、国防科技、化学、物理学、生物学等领域中也发挥着积极的作用,与此同时,各类科学研究的进步和发展也使得其对显微镜的精密程度和技术要求增高,而这也倒逼了显微镜技术的大幅进步,且目前依旧有很多专家学者在研发新型显微技术和仪器设备。

近段时间,人们在显微镜领域有了新的突破和进步:霍华德-休斯医学研究所成功研发了一种全新的细胞可视化技术——DNA显微镜,该技术能利用化学手段获取细胞内部信息,绘制的图像也能反映出细胞内生物分子的基因序列和相对位置两方面的情况;我国一研究员的研发团队研制出了分子尺度分辨率干涉定位显微镜,其为进一步解析精细亚细胞的组分和生物大分子的纳米结构提供了有力工具;超快扫描隧道显微镜的研发也帮助了研究人员对单个极化子的非平衡动力学过程的深入研究注入了动力、提供了帮助,同时也为纳米光催化材料的缺陷工程提供了全新的思路。

显微镜的研发还在继续,各领域对于显微技术的要求也在提高。以神经科学为例,虽然共聚焦显微镜和双光子显微镜等能运用于活体脑成像的点扫描,但其时间分辨率较低,难以研究大范围脑区中神经元的快速变化。为了改变这一情形,科研人员一直致力于开发更快的成像方法,近日,神经科学国家重点实验室研究员王凯研究组研发了新型的扩增视场光场显微镜以解决生物成像上的限制问题。

通过对包埋的活体斑马鱼幼鱼进行全脑钙成像以及不同动物样品上进行测试后,研究团队发现该技术的图像分辨率和信号噪声比提高,能有效检测到更多较弱的钙活动,也能对动物进行全脑钙成像,甚至可以识别出斑马鱼幼鱼在捕食草履虫过程中单个神经元的钙离子活动的变化。不仅如此,研究团队在自由行为的斑马鱼幼鱼和小鼠大脑上还证明了共聚焦光场显微镜有更高的分辨率和灵敏度,而这不仅能为研究大范围神经网络和血管网络的功能提供新的工具,同时也可以根据所需成像的样品种类灵活调整分辨率、成像范围和速度,应用在其他厚组织的快速动态成像中。

8月10日23点,该项研究的论文——《共聚焦光场显微镜对小鼠和斑马鱼大脑快速体成像》也发表在Nature Biotechnology上。

参考资料来源:脑科学与智能技术卓越创新中心、中国科学院、百度百科

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