人腦的工作方式在很大程度上仍是一個有爭議的話題

人腦的工作方式在很大程度上仍是一個有爭議的話題。原因之一是我們在不采用高侵入性手術(shù)方法的情況下,無法研究整個活腦中單個細胞和毛細血管水平的神經(jīng)元過程的能力?,F(xiàn)在,這種局限性正處于變革的邊緣。

由蘇黎世聯(lián)邦理工學院和蘇黎世大學生物醫(yī)學影像學教授丹尼爾·拉贊斯基(Daniel Razansky)領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開發(fā)了一種熒光顯微鏡技術(shù),無需打開顱骨或頭皮即可促進微循環(huán)的高分辨率圖像。該技術(shù)被稱為“漫射光學定位成像”,簡稱DOLI。

對于Razansky來說,這使我們更接近實現(xiàn)神經(jīng)科學的長期目標:“可視化完整的活腦深處的生物過程對于理解其認知功能和神經(jīng)退行性疾病(例如阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥)至關(guān)重要,”他說。

增強熒光顯微鏡

熒光造影劑在給藥到血液中并用特定波長的光照射時會發(fā)光。熒光顯微鏡利用這種效應(yīng)在細胞和分子水平上可視化生物過程。到目前為止,研究人員在人或動物上使用這種方法時,一直遇到生物組織散射并吸收大量光,導(dǎo)致圖像模糊以及無法識別熒光劑在大腦中的確切位置的問題。

通過介紹幾種新技術(shù),Razansky和他的團隊現(xiàn)在已成功地**改進了該方法。這位教授解釋說:“我們選擇使用特定的光譜區(qū)域進行成像,即所謂的第二近紅外窗口。這使我們能夠**減少活體組織的背景散射,吸收和固有熒光?!贝送?,研究團隊還使用了最新開發(fā)的觀看科普視頻高效紅外熱像儀和新的量子點造影劑,它們在選定的紅外范圍內(nèi)發(fā)出強烈的熒光。

大腦的高分辨率圖像

研究人員首先使用模擬腦組織特性的合成組織模型測試了這項新技術(shù),證明可以以傳統(tǒng)熒光顯微鏡方法穿透深度的四倍獲取顯微圖像。然后,拉贊斯基(Razansky)和他的團隊向活著的老鼠注射了微滴,這些微滴包裹著熒光量子點作為造影劑。然后,他們能夠使用新技術(shù)將這些液滴分別定位在活腦中。

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