科學(xué)中最大的挑戰(zhàn)之一是研究大腦的解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
以高分辨率準(zhǔn)確地可視化大腦的復(fù)雜結(jié)構(gòu)對于提高我們對中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的理解至關(guān)重要。
由、英國和德國的科學(xué)家開發(fā)的一項有前途的新技術(shù)現(xiàn)在正在使大腦的微觀細(xì)節(jié)變得更加清晰，即使在宏觀體積上也是如此。
在今天發(fā)表在《自然方法》雜志上的一篇論文中，研究人員描述了他們的系統(tǒng)，稱為通過瞳孔分割圖像相位檢測(或 RAPID)的快速自動對焦，代表了小鼠大腦成像的突破。
這種新技術(shù)可能會對神經(jīng)科學(xué)產(chǎn)生重大影響，使在亞細(xì)胞水平上對全腦結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析成為可能。
該研究的第一作者、佛羅倫薩大學(xué)物質(zhì)物理學(xué)研究員 Ludovico Silvestri 博士說：“缺乏能夠以高分辨率分析大量體積的儀器，這限制了我們對全腦結(jié)構(gòu)的研究僅限于粗略、低分辨率級別。
“目前采用的光片顯微鏡方法與能夠使生物組織透明的化學(xué)協(xié)議相結(jié)合，無法在大于幾百微米的樣本中保持高分辨率。”
該論文的合著者、國家研究委員會國家光學(xué)研究所 (CNR-INO) 的 Leonardo Sacconi 博士補(bǔ)充說：“超出這些維度，生物組織開始表現(xiàn)得像一個透鏡，破壞了顯微鏡，從而使圖像變得模糊。”
借助 RAPID，研究人員提出了一種與光片顯微鏡兼容的新自動對焦技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)崟r自動校正樣品本身引入的未對準(zhǔn)。在立方厘米大小的清除樣本中，例如完整的小鼠大腦，自動聚焦消除了圖像退化，從而增強(qiáng)了定量分析。
新方法的靈感來自反射式相機(jī)中的光學(xué)自動對焦系統(tǒng)，其中一組棱鏡和鏡頭將圖像的模糊轉(zhuǎn)換為橫向運動。這允許實時穩(wěn)定顯微鏡的對準(zhǔn)，產(chǎn)生更清晰、更詳細(xì)的圖像。
Caroline Müllenbroich 博士是該論文的合著者，她是 Marie Sk?odowska Curie 研究員和格拉斯哥大學(xué)物理與天文學(xué)院的講師。Müllenbroich 博士為顯微鏡和自動對焦系統(tǒng)的設(shè)計和實施做出了貢獻(xiàn)。
Müllenbroich 博士說：“雖然我們最初為光片顯微鏡發(fā)明了 RAPID，但這種自動對焦技術(shù)實際上適用于所有寬視野顯微鏡技術(shù)。它非常通用且與樣本無關(guān)，具有神經(jīng)科學(xué)以外的多種應(yīng)用。”
標(biāo)簽： 大腦
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