微型化三光子顯微鏡研制成功
北京大學(xué)程和平、王愛民研究團隊日前于《自然·方法》在線發(fā)表研究論文。文章報道了一款重量僅為2.17克的微型化三光子顯微鏡,能直接透過大腦皮層和胼胝體,首次實現(xiàn)對自由行為小鼠的大腦全皮層和海馬神經(jīng)元功能成像,為揭示大腦深部結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)機制開啟了新的研究范式。 “事實上,解析腦連接圖譜和功能動態(tài)圖譜是各國腦科學(xué)計劃的一個重點研究方向!闭n題組成員、北大未來技術(shù)學(xué)院博士后趙春竹介紹,海馬體位于皮層和胼胝體下面,在短期記憶到長期記憶的鞏固、空間記憶和情緒編碼等方面起著重要作用。由于大腦組織,特別是胼胝體,具有對光的高散射光學(xué)特性,因此突破成像深度極限是長期以來困擾神經(jīng)科學(xué)家的一個極大挑戰(zhàn)!按饲暗奈⑿蛦喂庾蛹拔⑿投喙庾语@微鏡,均無法實現(xiàn)穿透全皮層直接對海馬區(qū)進行無損成像! 正因如此,打造自由運動動物佩戴式顯微成像類研究工具成為當(dāng)務(wù)之急。北京大學(xué)最新研制的微型化三光子顯微鏡突破了此前成像深度極限:顯微鏡激發(fā)光路可以穿透整個小鼠大腦皮層和胼胝體,實現(xiàn)對小鼠海馬CA1亞區(qū)的直接觀測記錄,神經(jīng)元鈣信號最大成像深度可達(dá)1.2毫米,血管成像深度可達(dá)1.4毫米。另外,在光毒性方面,全皮層鈣信號成像僅需要幾個毫瓦,海馬鈣信號成像僅需要20至50毫瓦,大大低于組織損傷的安全閾值。 |