科學(xué)家們一直希望能夠更清楚地看到大腦是如何工作的。以前研究人員只能在電子顯微鏡下擺弄死亡的腦細(xì)胞，而從來沒有用高分辨率顯微鏡清晰地看到活的腦細(xì)胞在有生命的動物體內(nèi)的活動圖景。據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，現(xiàn)在，德國馬克斯·普朗克研究所的物理學(xué)家斯蒂芬和其同事將這一夢想付諸實現(xiàn)。相關(guān)論文刊登在一期美國《科學(xué)》雜志上。
斯蒂芬與該研究所的其他研究者多年來一直在研發(fā)一種被叫做“受激發(fā)射損耗”(STED)的超高分辨率顯微鏡?，F(xiàn)在，他們將這項工作提高到一個新的水準(zhǔn)。為了讓實驗結(jié)果更清晰，他們首先對一只老鼠的特定腦細(xì)胞進(jìn)行基因修改，使其能夠發(fā)出熒光，然后切掉老鼠頭蓋骨的一小部分，放進(jìn)玻璃器皿里，通過STED觀察那些發(fā)亮的腦細(xì)胞。同時，研究人員啟動STED中所裝置的軟件以遮蓋鼠腦里那些沒有變亮的部分，這樣即可在有生命的老鼠外部實時地再現(xiàn)出神經(jīng)細(xì)胞的高清活動影像。
這個新型顯微鏡提供的清晰度可以達(dá)到70納米級以下，四倍于以前的顯微鏡，足以幫助科學(xué)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(jīng)元樹突上的小突起，構(gòu)成中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性突觸傳遞的原始位點。
研究人員未來將有可能進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這種新型顯微鏡的許多種用途，而其中最重要的領(lǐng)域是用于觀察治療精神病藥物在腦部神經(jīng)元突觸里是如何工作的，也許還會引發(fā)制藥學(xué)針對特殊疾病開發(fā)新藥的突破性進(jìn)展。
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