科技日報記者?張夢然
美國索爾克研究所科學家發(fā)明了一種可穿戴顯微鏡，可在以前無法進入的區(qū)域生成小鼠脊髓活動的高清實時圖像。《自然·通訊》和《自然·生物技術》上發(fā)表的兩篇論文詳細介紹了這項技術進步，有助于研究人員更好地了解健康和疾病背景下感覺和運動的神經(jīng)基礎，例如慢性疼痛、癢、肌萎縮側索硬化癥或多發(fā)性硬化癥。
索爾克研究人員開發(fā)的可穿戴顯微鏡，可以對小鼠脊髓的細胞活動進行實時成像。圖片來源：索爾克研究所
(資料圖片僅供參考)
脊髓充當信使，在大腦和身體之間傳遞信號，以調(diào)節(jié)從呼吸到運動的一切。雖然已知脊髓在傳遞疼痛信號中起著至關重要的作用，但技術限制了科學家在細胞水平上對這一過程的理解。
新研發(fā)的可穿戴顯微鏡分兩部分，寬度分別為7和14毫米左右（大約是小指或人體脊髓的寬度），可在以前無法進入的脊柱區(qū)域?qū)崟r提供高分辨率、高對比度的多色成像。這項新技術可與微棱鏡植入物相結合，微棱鏡植入物是一種放置在目標組織區(qū)域附近的小型反射玻璃元件。
微棱鏡增加成像深度，讓研究人員首次觀察到以前無法到達的細胞。它還允許同時對不同深度的細胞進行成像，并且對組織的干擾最小。
有了這種新型顯微鏡，研究團隊可以利用該技術來收集有關中樞神經(jīng)系統(tǒng)的新信息，特別是對脊髓中的星形膠質(zhì)細胞、星形非神經(jīng)膠質(zhì)細胞進行成像，因為他們的早期工作表明這些細胞意外地參與了疼痛處理。
研究發(fā)現(xiàn)，擠壓老鼠的尾巴會激活星形膠質(zhì)細胞，從而在脊髓節(jié)段間發(fā)送協(xié)調(diào)信號。能夠可視化疼痛信號發(fā)生的時間、地點以及參與該過程的細胞，將使研究人員能夠測試和設計治療干預措施，徹底改變疼痛研究。
團隊已開始研究脊髓中的神經(jīng)元和非神經(jīng)元活動在不同的疼痛條件下是如何改變的，以及各種治療方法是如何控制異常細胞活動的。
總編輯圈點：
索爾克研究所創(chuàng)造的這一設備，能夠讓人們前所未有地觀察到脊髓內(nèi)發(fā)生的信號模式。換句話說，迄今其他高分辨率技術都無法匹敵這種速度，自然也無法“看”到生物體內(nèi)與區(qū)域感覺和運動相關的神經(jīng)活動。從長遠來看，該新技術從根本上改變了科學家研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)的可能性，進而改變?nèi)藗儗μ弁吹睦斫夂椭委煛?/p>
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