美國斯坦福大學的一個研究小組開發出一種微型顯微鏡,小到可裝入自由活動的小鼠頭部,使研究人員可同時觀察小鼠大腦細胞的活動及整個動物的行為.該裝置給研究人員提供了使用轉基因小鼠來研究人類疾病的新方式.相關成果發表在較近出版的《自然 方法學》雜志上.
為此,斯坦福大學的馬克 施尼策爾研究小組設計了一個重量僅為1.1克的微型顯微鏡,可在不明顯損害小鼠運動能力的情況下與其大腦相連.該裝置一直被用于研究活動小鼠大腦內的只有一個細胞寬度的毛細血管中的血液循環.
通過使用可實現腦部細胞活動可視化的染色劑技術,研究人員就可觀察到,當小鼠運動時其涉及控制運動的浦肯野（Purkinje）神經細胞是怎樣比休息時變得更為活躍的.施尼策爾表示,該項進展使得研究人員能觀察動物運動時的細胞活動,而且已在小鼠身上進行了這樣的實驗.這樣,研究人員就能在監測小鼠的活動時,檢視小鼠的疾病模式,同時觀察這些細胞的活動情況.
自從研究人員在20世紀80年代培育第一只轉基因小鼠以來,小鼠就成了實驗室醫學研究的首選動物.目前,已經有了從帕金森氏癥到哮喘等多種人類遺傳疾病的小鼠“模型”.但要找到細胞內的活動跟動物作為一個整體行動的相關性,仍然是一個挑戰,迄今為止還無法對自由活動的小鼠內細胞級別的活動進行成像.
該顯微鏡附于麻醉小鼠的頭部,同時研究人員將一種標識染料注射入小鼠腦部以標記血漿,但血細胞并不受影響.顯微鏡通過一束光學纖維利用一個汞弧燈所發出的光.燈光引發染色血漿發出熒光,并將個別的血細胞顯示為暗點.圖像由光纖束反射后送到一個記錄圖像的相機.這個相機每秒鐘大約能拍取100張圖像,借此,研究人員就能觀察到在大腦中流動的個別血細胞的高速視頻.一旦小鼠從麻醉中醒來,就有可能觀察到它行為正常時的細胞運動.
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