在开发的几个月内看到深脑神经元的新技术
在大脑里只行驶一毫米,你将踩到黑暗中。
标准光学显微镜不允许研究人员查看生命大脑的内部,其中记忆形成和诸如痴呆癌症也会造成伤害。
但斯坦福科学家设计了一种新的方法,不仅可以让他们在大脑内部深度探讨它的神经元,而且还允许他们继续监测数月。
这项技术有望提高对这种隐藏组织的正常生物学和病变状态的了解。
微光学的其他最新进展使科学家能够在深脑细胞上窥视,但他们的观察只捕获了几个月和患者的微观变化的瞬间快照。
斯坦福大学的这一进展发表在1月16日的在线杂志上自然医学。它也将出现在2011年2月的印刷版上。
科学家使用小鼠模型研究许多深脑的疾病,已培育或遗传设计以患有类似人类累累的疾病。
“研究人员现在能够以之前没有的方式研究这些深层领域的小鼠模型,”生物学和应用物理学副教授的高级作家Mark Schnitzer表示。
因为光学显微镜只能穿透组织的最外层,任何深度超过700微米左右(约1/32英寸)的大脑区域都不能通过传统的显微镜技术得到。显微光学方面的最新进展使科学家能够短暂地深入观察活体组织,但要回到大脑的同一位置几乎是不可能的,而且所关注的组织很可能会受到损伤或感染。
Schnitzer实验室的运营经理Juergen Jung说,有了这种新方法,“在不损害感兴趣区域的情况下,长时间成像是可能的。”在一只被麻醉的老鼠的大脑深处,被小心地放置了大约一粒米宽度的微小玻璃管。一旦导管就位,大脑就不会暴露在外部环境中,从而防止感染。当研究人员想要检查这些细胞和它们在这个部位的相互作用时,他们在玻璃导管中插入一个叫做微内窥镜的微小光学仪器。导管的末端有玻璃窗口,科学家可以通过这个窗口检查大脑内部。
“这有点像从潜水艇的舷窗往里看,”施尼策尔说。
引导管允许研究人员在几周或几个月内重复恢复到深脑的完全相同的位置。虽然MRI扫描这样的技术可以检查深脑,“他们无法在微观尺度上看看个体细胞,”斯科尼策说。现在,精致的分支神经元可以在长时间实验期间监测。
为了测试使用该技术来调查脑病,研究人员看了一个鼠标模型胶质瘤,一种致命的脑癌形式。他们看到以前在描述的肿瘤中已知的深脑中的胶质瘤生长的标志(在表面上或附近)。
胶质瘤肿瘤的严重程度取决于它们的位置。“最具侵略性的脑肿瘤会深入而不是表面上,”神经病学和神经系统科学教授的劳伦斯重新学习说。为什么胶质瘤肿瘤的位置尚未理解其增长率,但这种方法是一种探索那个问题的方法,RECHT说。
除了继续他们对脑病和神经科学的内容的研究外,研究人员希望教授其他研究人员如何执行该技术。
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