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手指血显微镜查光场显微镜对神经活动的三维成

作者: 发布时间:2022-07-02 17:37:47点击:1274

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大家好,这里是老上光显微镜知识课堂,在这里你可以学到所有关于显微镜知识,好的,请看下面文章:凤凰科技新闻北京时间5月21

大家好,这里是老上光显微镜知识课堂,在这里你可以学到所有关于显微镜知识,好的,请看下面文章: 凤凰科技新闻北京时间5月21日,国外媒体报道说,最近麻省理工学院和维也纳大学奥地利的研究人员创造了一种成像系统,可以揭示活体大脑中的神经活动。是个实现全脑的3D动画。
    
     凤凰科技新闻北京时间5月21日电,外国媒体报道说,最近麻省理工学院和奥地利维也纳大学的研究人员发明了一种成像系统,可以显示生物大脑中的神经活动。t整个大脑的3D动画,将帮助科学家研究神经网络如何处理感官信息产生行为。
    
     研究小组使用新的系统同时对秀丽隐杆线虫的每个神经元活动以及斑马鱼幼虫的整个大脑进行成像,从而提供了更完整的神经元活动图像。
    
     观察大脑中神经元的活动并不能告诉你大脑是如何处理信息的。你需要知道最后一个神经元的活动。要理解一个特定神经元活动的含义,你必须知道下一个神经元的活动。麻省理工学院脑、认知科学和生物工程学副教授Ed Boyden如是说。简而言之,如果你想了解感官信息是如何收集和形成行为的,你必须了解整个大脑的活动。
    
     Boyden说,最新的方法将有助于神经科学家进一步了解大脑紊乱的生物学基础。我们不知道大脑紊乱的具体细胞群。研究整个神经系统的活动可能有助于识别大脑d中涉及的细胞或网络。博登的研究小组与维也纳大学的研究人员合作,提出了一种绘制大脑地图的新方法。
    
     神经元使用称为动作电位(APs)的电脉冲来编码感觉数据、情绪状态和思想,该电脉冲刺激钙离子流入每个细胞。通过注入荧光蛋白,当钙离子与钙结合时发光,科学家们可以看到神经元的发射。GH速度和宽范围3D成像这些神经元的活动是不可能的。
    
     使用激光束扫描大脑产生神经元相互作用的3D图像,但是捕获这些图像需要很多时间,因为每个点都必须单独扫描。麻省理工学院的研究小组希望得到类似的3D图像,但是很难加速观察神经元放电的过程,通常情况下这个过程是需要花费大量时间的。非常快,以毫秒为单位。
    
     最新的方法是基于一种广泛使用的技术,叫做光场成像技术,它通过测量入射光的角度来产生3D图像。麻省理工学院媒体艺术与科学的副作者兼副教授Ramesh Raskar一直在研究O。在最新的研究中,研究人员优化了显微镜并应用于神经元活动的成像。
    
     用这个显微镜,样品释放的光通过透镜阵列,透镜阵列从不同方向折射光。样品中的每一点产生约400个不同的光点,这些光点可以用计算机算法重建。Boyden说,传统显微镜只能在单个点重新聚焦,但我们的透镜阵列可以在许多点投射光,所以你可以猜到分子在三维空间中的位置。
    
     奥地利维也纳大学的博士后研究员罗伯特·普雷维德尔(Robert Prevedel)制作了这台显微镜,这项研究的主要作者、麻省理工学院的研究生杨-久雍(.-Gyu Yoon)修改了计算机算法以重建3D图像。
    
     美国哈佛大学的物理学家Aravinthan Samuel教授说,这种方法看起来很有希望,因为它加速了移动生物的3D成像,将神经元的活动与行为联系起来。这项研究最令人印象深刻的方面是,这是一种非常简单的方法。塞缪尔说。他没有参与这项研究,我可以想象许多实验室可以使用它。
    
     研究人员使用这种技术来绘制线虫的神经活动,这是一种完整的神经回路已知的有机体。1mm蠕虫有302个神经元,当它执行自然行为,如爬行时,研究人员可以对每个神经元进行成像,也观察到B产生的神经反应。这种生物体对感官刺激(如气味)。
    
     Boyden说光场显微镜的缺点在于它的分辨率不如慢速扫描样品技术。但是目前的分辨率足够高,可以观察单个神经元的活动,研究人员仍在努力改进它,以便显微镜。还可以用于某些神经元的部分成像,例如从神经元主体分支的长树突。它们还想加快计算过程,现在需要几分钟来分析成像数据。
    
     研究人员还计划将这种技术与光学遗传学相结合,通过照射表达感光蛋白的细胞表面的光来控制神经元的发射。通过用光刺激神经元并观察大脑其他区域的活动,科学家可以确定哪些是神经元的发射。h神经元参与特定的活动。这项研究发表在5月18日出版的《自然方法》杂志上。
    
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