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中国科学家成功研制新一代微型显微镜
发表日期:2019-06-25 16:56| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:历经3年多的协同奋战,北京大学结合中国人民解放军军事医学科学院构成跨学科团队,成功研制新一代高速高分辩微型化双光子荧鲜明微镜,分量仅为2.2克。该科研团队通过这一微型显微镜获取了小鼠在自在行为过程中大脑神经元和神经突触勾当清晰、不变的图像。原

  历经3年多的协同奋战,北京大学结合中国人民解放军军事医学科学院构成跨学科团队,成功研制新一代高速高分辩微型化双光子荧鲜明微镜,分量仅为2.2克。该科研团队通过这一微型显微镜获取了小鼠在自在行为过程中大脑神经元和神经突触勾当清晰、不变的图像。原始论文于5月29日在线颁发于《天然》杂志子刊Nature Methods

  5月31日上午的发布会上,程和平院士进行了细致引见。新一代微型化双光子荧鲜明微镜体积小,重仅2.2克,适于佩带在小动物头部颅窗上,及时记实数十个神经元、上千个神经突触的动态信号。

  在大型动物上,还可望实现多探头佩带、多颅窗分歧脑区的长时程观测。比拟单光子激发,双光子激发具有优良的光学断层、更深的生物组织穿透等劣势,其横向分辩率达到0.65m,成像质量与商品化大型台式双光子荧鲜明微镜可相媲美,远优于目前范畴内主导的、美国脑科学打算焦点团队所研发的微型化宽场显微镜。

  采用双轴对称高速微机电系统转镜扫描手艺,成像帧频已达40Hz(256*256像素),同时具备多区域随机扫描和每秒1万线的线扫描能力。此外,采用自主设想可传导920nm飞秒激光的光子晶体光纤,该系统初次实现了微型双光子显微镜对脑科学范畴最普遍使用的指示神经元勾当的荧光探针(如GCaMP6)的无效操纵。 同时采用柔性光纤束进行荧光信号的领受,处理了动物的勾当和行为因为荧光传输光缆拖拽而遭到干扰的难题。将来,与光遗传学手艺的连系,可望在布局与功能成像的同时,精准地操控神经元和神经回路的勾当。

  微型化双光子荧鲜明微成像改变了在自在勾当动物中察看细胞和亚细胞布局的体例,可用于在动物寻食、哺乳、跳台、打架、游玩、睡眠等天然行为前提下,或者在进修前、进修中和进修后,长时程察看神经突触、神经元、神经收集、近程毗连的脑区等多标准、多条理动态变化。

  《中国科学报》记者领会到,该功效在2016岁尾美国神经科学年会、2017年5月冷泉港亚洲脑科学专题会议上演讲后,获得包罗多位诺贝尔奖获得者在内的国表里神经科学家的高度赞誉。

  冷泉港亚洲脑科学专题会议主席、美国出名神经科学家加州大学洛杉矶分校的Alcino J Silva传授在评述中写道,“从任何一个尺度来看,这款显微镜都代表了一项严重手艺发现,必将改变我们在自在勾当动物中察看细胞和亚细胞布局的体例。它所开启的大门,以至超越了神经元和树突成像。系统神经生物学正在进入一个新的时代,即通过对细胞群体中可辨识的细胞和亚细胞布局的复杂生物学事务进行成像观测,从而愈加深刻地舆解进化所培养的大脑环路实现复杂行为的焦点工程学道理。毫无疑问,这项不凡的发现让我们向着这一方针迈进了一步。”

  据悉,目前,该研发团队正在领衔扶植“多模态跨标准生物医学成像”十三五国度严重科技根本设备,积极参与即将启动的中国脑科学打算。能够等候,微型化双光子荧鲜明微成像系统将为实现“阐发脑、理解脑、仿照脑”的计谋方针阐扬不成或缺的主要感化。

  研制新一代高速高分辩微型化双光子荧鲜明微镜,分量仅为2.2克.

  “2.2 g”,是整个荧鲜明微镜系统?仍是焦点部件?不要又闹出1m3可燃冰可让汽车跑几万公里的笑话!

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