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【科学家|科学家首次在小鼠大脑中近乎同时地追踪 100 万个神经元】
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研究人员一次成功地对小鼠大脑中的100万个不同神经元进行了监测——这使科学家们朝着能够跟踪人类大脑非常复杂的活动的那一天又迈进了一大步 。
关键是一项被称为“光珠显微镜”的创新 。 它改进了当前的双光子显微镜 ， 使用激光在活细胞中触发引入的荧光 。 当细胞被点亮时 ， 科学家们可以看到它们是如何移动和相互作用的 。
使用光珠显微镜 ， 科学家可以获得在小鼠大脑神经活动变化时详细绘制其大脑所需的速度、规模和分辨率 。 只要光珠能够保持照明 ， 几乎同时的跟踪就可以持续 。
纽约洛克菲勒大学的神经科学家阿丽帕莎·瓦齐里（ Alipasha Vaziri）说：“要了解大脑密集互联网络的性质 ， 需要开发新的成像技术 ， 以高速和单细胞分辨率捕获大量分离的大脑区域中神经元的活动 。 ”
“我们需要以高分辨率同时捕获大脑远处部分的许多神经元 。 这些参数几乎是相互排斥的 。 ”
换句话说 ， 当前的显微镜技术必须在放大以获得足够的细节而错过正在发生的一切之间做出选择 ， 或者缩小以查看整个图片并丢失一些更精细的细节 。
光珠显微镜能够通过消除激光脉冲之间的死区时间来克服这些限制——使用镜腔将每个单个强脉冲分成30个不同强度的较小子脉冲 ， 然后所有子脉冲都能够到达不同的深度 ， 同时保持相同水平的荧光 。
这意味着可以在同一个脉冲中可视化多个深度 ， 让科学家们更深入、更快地了解正在发生的事情 。 科学家们现在已经展示了在小鼠大脑中同时追踪100万个神经元的技术 。
“五年前我们没有这样做 ， 没有充分的理由 ， ” 瓦齐里说 ， “这是可能的——显微镜和激光技术已经存在 ， 没有人想到这一点 。 ”
通过光珠显微镜 ， 科学家们希望能够追踪大脑的感觉、运动和视觉区域之间的相互作用——不仅在老鼠身上 ， 在其他动物身上也是如此 。
解释和理解被记录的神经活动需要向前迈进一步 ， 但这项新研究推动了这种微观分析可能实现的想法 。
我们越能看到大脑内部 ， 就越能弄清楚它是如何运作的——无论是单个神经细胞之间的相互作用 ， 还是找出大脑的哪些部分对应于哪些感觉和情绪 。
“光珠显微镜将使我们能够以前所未有的方式研究生物学问题 ， ” 瓦齐里说 。
该研究已发表在《自然方法》上 。
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