使用双光子显微镜制作大脑等组织的高分辨率3D图像
发布时间:2021-07-08 08:48:10 文章来源:科技日报
据当地时间7日发表在《科学进展》杂志上的论文,麻省理工学院和哈佛大学的研究小组开发出一种双光子成像显微镜的改进版本,它可以让科学家...

据当地时间7日发表在《科学进展》杂志上的论文,麻省理工学院和哈佛大学的研究小组开发出一种双光子成像显微镜的改进版本,它可以让科学家更快地获得大脑内血管和单个神经元等结构的高分辨率图像。新技术或可促进生物学、神经科学的研究。

研究人员经常使用双光子显微镜制作大脑等组织的高分辨率3D图像。该显微镜的工作原理是将一束强烈的红外线照射到组织样本中的一个点上,在强度最高的焦点诱导两个光子同时吸收。这种长波长、低能量的光可深入组织而不损坏组织,从而在表面以下成像。然而,这种成像技术不易扫描大脑等组织深处,且很耗时。

为改进成像技术,研究团队的目标是,在保持逐点扫描组织的像素进行高清成像时,又可一次实现对一个大的组织样本快速成像。

此次,研究人员使用一种广视角显微镜,在改变光的振幅后,使一面光照射到组织上,这样就可在不同的时间打开或关闭每个像素。当一些像素被点亮,而附的像素保持黯淡时,研究人员就能检测到一些因组织散射光线而形成的图像。通过计算机算法对每个像素进行重建,研究人员就可获得更多关于图像的信息。

使用这项技术,研究人员证明,他们可以在肌肉和肾脏组织切片中实现约200微米尺度的成像,在老鼠的大脑中实现约300微米的成像。

“老鼠大脑中的血管成像可能对了解更多关于阿尔茨海默症等神经退行疾病如何影响血液流动特别有用。”研究作者之一、麻省理工学院研究者穆拉特·耶尔德勒姆说,“这大约是此前成像技术所能达到组织深度的两倍。这项技术比传统双光子显微镜成像快100到1000倍。”

耶尔德勒姆还表示,所有关于血流或血管结构形态的研究都是基于双光子或三光子点扫描系统,通过使用这项新技术,我们可以真正对血流和血管结构进行高速大范围成像,从而更好地了解血流的变化。

该技术还可以通过添加电压敏感的荧光染料或荧光钙探针来测量神经元活动,也可用于分析肿瘤等其他类型的组织,如帮助确定肿瘤的边缘。

总编辑圈点

大脑这个器官,我们现在对其依然不能说“了解”二字。那要如何去理解大脑神经科学的核心呢?解答这个问题,就需要在更高时空分辨率上捕捉血管血流以及大量神经元活动动态变化的工具。年来,科学家们一直致力于开发更强大更快速的成像方法,大幅度提高了灵敏度和分辨率,其最终是为了理解认知和行为过程的发展,进而找到阿尔茨海默症、帕金森等病症的治疗方法。(实记者张佳欣)

资讯播报

乐活HOT

  • 2021淮阳龙湖赏荷旅游月期间将开展多种系列活动
    2021淮阳龙湖赏荷旅游月期间将开

    近日,记者从淮阳区赏荷旅游月活动推进会获悉,2021年淮阳龙湖赏荷旅游月将于7月9日盛大启幕。此次龙湖赏荷旅游月活动以荷花和谐合作为主题

  • 河南省首家供销社乡愁博物馆在陆浑故城建成开放
    河南省首家供销社乡愁博物馆在陆

    近日,河南省首家供销社(乡愁)博物馆在陆浑镇陆浑故城建成开放。近十万件保存完好的百姓生活用品整齐排列,再次把人们的记忆拉到了那个难忘

  • 郑州、开封同期举办美食节活动 还将发放消费券
    郑州、开封同期举办美食节活动

    郑州顺城街的美食、农科路酒吧街的欢腾,古城开封的黄家包子、小宋城里的齐氏大刀面……这个夏季,逛吃逛喝逛玩,还有500万元+100万元的消

  • 郑州黄河文化公园恢复开放 景区票价及各项优惠政策不变
    郑州黄河文化公园恢复开放 景区

    记者从郑州黄河文化公园管理委员会了解到,按照郑州市防汛抗旱指挥部通知,黄河下游大流量过程已经结束。7月6日起,该公园恢复开放,景区票

  • 太原多条公交线路进行临时调整 具体路线公布
    太原多条公交线路进行临时调整

    记者6月29日从太原公交集团公司获悉,由于省城庆云街、七府园路道路封闭施工,太原公交集团公司对途经该地区的多条公交线路进行临时调整。

  • 山西省推出了4条精品旅游线路满足游客多样化体验
    山西省推出了4条精品旅游线路满

    为打造省会级旅游目的地城市,叫响锦绣太原西山·府城·汾河三大文旅品牌,日前,山西省文化和旅游厅联合太原市文化和旅游局推出了4条精品

  • 圆明园第二十六届荷花节开幕 将持续至8月20日
    圆明园第二十六届荷花节开幕 将

    昨日,圆明园第二十六届荷花节正式拉开序幕。圆明园因水而活,荷花是圆明园的夏季之魂。北京青年报记者了解到,经过几十年的经营和建设,目

  • 从3月至今碑林区完成盲道和无障碍通道改造239处
    从3月至今碑林区完成盲道和无障

    道沿台阶有了坡道;停车场有了专门的无障碍车位;银行里安排有专业手语服务人员;社区服务站设置一键呼叫铃,如有行动不便人士前来办事,只需

  • 陕西美食名片的肉夹馍国外走红传播中国味道
    陕西美食名片的肉夹馍国外走红传

    作为陕西美食名片的肉夹馍,近日在加拿大多伦多火的一塌糊涂。一家中国人开的肉夹馍店不仅吸引了大量当地居民探店品尝,每天排数百米长龙;

  • 武汉一科技园内两名施工人员被困外墙吊篮很危险
    武汉一科技园内两名施工人员被困

    6月16日上午8时许,武汉市江夏区理工园一路理工科技园内,两名施工工人被困外墙吊篮,随时有掉下来的危险。武汉消防迅速调派关东站消防员前

娱乐LOVE

精彩推送