新型高清顯微鏡可觀察活腦細(xì)胞

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(lái)沒(méi)有用高分辨力顯微鏡清晰地看到活的腦細(xì)胞在有生命的動(dòng)物體內(nèi)的活動(dòng)圖景。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，現(xiàn)在，德國(guó)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(mèng)想付諸實(shí)現(xiàn)。相關(guān)論文刊登在最新一期美國(guó)《科學(xué)》雜志上。

斯蒂芬與該研究所的其他研究者多年來(lái)一直在研發(fā)一種被叫做“受激發(fā)射損耗”（STED）的超高分辨力顯微鏡?，F(xiàn)在，他們將這項(xiàng)工作提高到一個(gè)新的水準(zhǔn)。為了讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更清晰，他們首先對(duì)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(guò)STED觀察那些發(fā)亮的腦細(xì)胞。同時(shí)，研究人員啟動(dòng)STED中所裝置的軟件以遮蓋鼠腦里那些沒(méi)有變亮的部分，這樣即可在有生命的老鼠外部實(shí)時(shí)地再現(xiàn)出神經(jīng)細(xì)胞的高清活動(dòng)影像。

這個(gè)新型顯微鏡提供的清晰度可以達(dá)到70nm級(jí)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(shù)突棘的活動(dòng)，樹(shù)突棘是存在于哺乳動(dòng)物大腦神經(jīng)元樹(shù)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(diǎn)。

研究人員未來(lái)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(huì)引發(fā)制藥學(xué)針對(duì)特殊疾病開(kāi)發(fā)新藥的突破性進(jìn)展。