大家好，這里是老上光顯微鏡知識(shí)課堂，在這里你可以學(xué)到所有關(guān)于顯微鏡知識(shí)，好的，請(qǐng)看下面文章： 鳳凰科技新聞北京時(shí)間5月21日，國(guó)外媒體報(bào)道說，最近麻省理工學(xué)院和維也納大學(xué)奧地利的研究人員創(chuàng)造了一種成像系統(tǒng)，可以揭示活體大腦中的神經(jīng)活動(dòng)。是個(gè)實(shí)現(xiàn)全腦的3D動(dòng)畫。
    
     鳳凰科技新聞北京時(shí)間5月21日電，外國(guó)媒體報(bào)道說，最近麻省理工學(xué)院和奧地利維也納大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種成像系統(tǒng)，可以顯示生物大腦中的神經(jīng)活動(dòng)。t整個(gè)大腦的3D動(dòng)畫，將幫助科學(xué)家研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何處理感官信息產(chǎn)生行為。
    
     研究小組使用新的系統(tǒng)同時(shí)對(duì)秀麗隱桿線蟲的每個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)以及斑馬魚幼蟲的整個(gè)大腦進(jìn)行成像，從而提供了更完整的神經(jīng)元活動(dòng)圖像。
    
     觀察大腦中神經(jīng)元的活動(dòng)并不能告訴你大腦是如何處理信息的。你需要知道最后一個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)。要理解一個(gè)特定神經(jīng)元活動(dòng)的含義，你必須知道下一個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)。麻省理工學(xué)院腦、認(rèn)知科學(xué)和生物工程學(xué)副教授Ed Boyden如是說。簡(jiǎn)而言之，如果你想了解感官信息是如何收集和形成行為的，你必須了解整個(gè)大腦的活動(dòng)。
    
     Boyden說，最新的方法將有助于神經(jīng)科學(xué)家進(jìn)一步了解大腦紊亂的生物學(xué)基礎(chǔ)。我們不知道大腦紊亂的具體細(xì)胞群。研究整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)可能有助于識(shí)別大腦d中涉及的細(xì)胞或網(wǎng)絡(luò)。博登的研究小組與維也納大學(xué)的研究人員合作，提出了一種繪制大腦地圖的新方法。
    
     神經(jīng)元使用稱為動(dòng)作電位（APs）的電脈沖來編碼感覺數(shù)據(jù)、情緒狀態(tài)和思想，該電脈沖刺激鈣離子流入每個(gè)細(xì)胞。通過注入熒光蛋白，當(dāng)鈣離子與鈣結(jié)合時(shí)發(fā)光，科學(xué)家們可以看到神經(jīng)元的發(fā)射。GH速度和寬范圍3D成像這些神經(jīng)元的活動(dòng)是不可能的。
    
     使用激光束掃描大腦產(chǎn)生神經(jīng)元相互作用的3D圖像，但是捕獲這些圖像需要很多時(shí)間，因?yàn)槊總€(gè)點(diǎn)都必須單獨(dú)掃描。麻省理工學(xué)院的研究小組希望得到類似的3D圖像，但是很難加速觀察神經(jīng)元放電的過程，通常情況下這個(gè)過程是需要花費(fèi)大量時(shí)間的。非常快，以毫秒為單位。
    
     最新的方法是基于一種廣泛使用的技術(shù)，叫做光場(chǎng)成像技術(shù)，它通過測(cè)量入射光的角度來產(chǎn)生3D圖像。麻省理工學(xué)院媒體藝術(shù)與科學(xué)的副作者兼副教授Ramesh Raskar一直在研究O。在最新的研究中，研究人員優(yōu)化了顯微鏡并應(yīng)用于神經(jīng)元活動(dòng)的成像。
    
     用這個(gè)顯微鏡，樣品釋放的光通過透鏡陣列，透鏡陣列從不同方向折射光。樣品中的每一點(diǎn)產(chǎn)生約400個(gè)不同的光點(diǎn)，這些光點(diǎn)可以用計(jì)算機(jī)算法重建。Boyden說，傳統(tǒng)顯微鏡只能在單個(gè)點(diǎn)重新聚焦，但我們的透鏡陣列可以在許多點(diǎn)投射光，所以你可以猜到分子在三維空間中的位置。
    
     奧地利維也納大學(xué)的博士后研究員羅伯特·普雷維德爾（Robert Prevedel）制作了這臺(tái)顯微鏡，這項(xiàng)研究的主要作者、麻省理工學(xué)院的研究生楊-久雍（.-Gyu Yoon）修改了計(jì)算機(jī)算法以重建3D圖像。
    
     美國(guó)哈佛大學(xué)的物理學(xué)家Aravinthan Samuel教授說，這種方法看起來很有希望，因?yàn)樗铀倭艘苿?dòng)生物的3D成像，將神經(jīng)元的活動(dòng)與行為聯(lián)系起來。這項(xiàng)研究最令人印象深刻的方面是，這是一種非常簡(jiǎn)單的方法。塞繆爾說。他沒有參與這項(xiàng)研究，我可以想象許多實(shí)驗(yàn)室可以使用它。
    
     研究人員使用這種技術(shù)來繪制線蟲的神經(jīng)活動(dòng)，這是一種完整的神經(jīng)回路已知的有機(jī)體。1mm蠕蟲有302個(gè)神經(jīng)元，當(dāng)它執(zhí)行自然行為，如爬行時(shí)，研究人員可以對(duì)每個(gè)神經(jīng)元進(jìn)行成像，也觀察到B產(chǎn)生的神經(jīng)反應(yīng)。這種生物體對(duì)感官刺激（如氣味）。
    
     Boyden說光場(chǎng)顯微鏡的缺點(diǎn)在于它的分辨率不如慢速掃描樣品技術(shù)。但是目前的分辨率足夠高，可以觀察單個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)，研究人員仍在努力改進(jìn)它，以便顯微鏡。還可以用于某些神經(jīng)元的部分成像，例如從神經(jīng)元主體分支的長(zhǎng)樹突。它們還想加快計(jì)算過程，現(xiàn)在需要幾分鐘來分析成像數(shù)據(jù)。
    
     研究人員還計(jì)劃將這種技術(shù)與光學(xué)遺傳學(xué)相結(jié)合，通過照射表達(dá)感光蛋白的細(xì)胞表面的光來控制神經(jīng)元的發(fā)射。通過用光刺激神經(jīng)元并觀察大腦其他區(qū)域的活動(dòng)，科學(xué)家可以確定哪些是神經(jīng)元的發(fā)射。h神經(jīng)元參與特定的活動(dòng)。這項(xiàng)研究發(fā)表在5月18日出版的《自然方法》雜志上。
    
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