前沿科技之神奇顯微鏡可窺探活腦細(xì)胞

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據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，德國(guó)著名物理學(xué)家和其領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)最近發(fā)明了一種超高分辨率的顯微鏡，這種神奇的顯微鏡可窺探活腦細(xì)胞的活動(dòng)，這一科研成果為成功研制新一代精神治療藥物鋪平了道路。
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$ L8 B/ a& i* ~5 q4 P# T4 f" S 自從科學(xué)家開(kāi)始研究大腦，他們希望能夠更好地觀察腦內(nèi)活動(dòng)。研究人員之前只能在電子顯微鏡下觀察死亡的細(xì)胞，但他們從來(lái)沒(méi)有能夠在高分辨率的設(shè)備下微觀地觀察一個(gè)活的動(dòng)物的腦細(xì)胞在內(nèi)部運(yùn)作的狀態(tài)?，F(xiàn)在，由于著名物理學(xué)家斯特凡?赫爾（ Stefan Hell ）和他在德國(guó)馬克斯普朗克研究所的同事們的研究成果，這個(gè)夢(mèng)想得以實(shí)現(xiàn)。赫爾和他的團(tuán)隊(duì)近日在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇論文，描述他們的這一奇妙發(fā)現(xiàn)。
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! F& }  g9 f7 g# |6 |7 m2 c 赫爾和同事已花費(fèi)多年時(shí)間研究超高分辨率顯微鏡，名稱為“受激發(fā)射損耗(STED)” 顯微鏡。在近日的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，他們切掉了一只老鼠的頭骨的一小部分，然后用一個(gè)玻璃窗取代，然后利用STED顯微鏡對(duì)玻璃窗內(nèi)的情況進(jìn)行觀察，使這一研究發(fā)展到一個(gè)全新的水平，使科學(xué)家更容易地看到大腦內(nèi)的微觀環(huán)境。該研究團(tuán)隊(duì)首次從基因方面改造小鼠，使某些腦細(xì)胞發(fā)熒光。然后重點(diǎn)研究發(fā)熒光的細(xì)胞，他們?cè)赟TED顯微鏡上增加了軟件，完全清除不亮的部分。結(jié)果顯示，存在于一個(gè)活生生的老鼠大腦外部部分的神經(jīng)元的超高分辨率實(shí)時(shí)圖像。

3 H% l7 ~1 L* q& S. d3 P) u( }- s& m& N3 h 新的顯微鏡提供清晰的圖像，分辨率下降到70納米，清晰度是普通顯微鏡的四倍，足以讓科學(xué)家看到樹(shù)突棘（dendritic spines）的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，這可能有助于研究人員理解它們的運(yùn)動(dòng)機(jī)制。研究人員很可能將發(fā)現(xiàn)新型顯微鏡許多不同的用途。其中一個(gè)突出的領(lǐng)域，幾乎肯定會(huì)涉及到作用于突觸內(nèi)的精神治療藥物，可能將能夠使更好地針對(duì)特定疾病的藥品的研究獲得突破。然而，任何新的科學(xué)突破的一個(gè)缺點(diǎn)是，許多自然趨勢(shì)都受激勵(lì)的推動(dòng)，不知道接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么。在這種情況下，赫爾和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始考慮進(jìn)一步的研究方法，使研究人員能夠在這種高分辨率的圖像中研究任何活腦細(xì)胞，而不只是表面上的腦細(xì)胞。
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