美國斯坦福大學的一個研究小組開發(fā)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(zhuǎn)基因小鼠來研究人類疾病的新方式.相關成果發(fā)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(nèi)的只有一個細胞寬度的毛細血管中的血液循環(huán).
通過使用可實現(xiàn)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(jīng)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(jiān)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(zhuǎn)基因小鼠以來,小鼠就成了實驗室醫(yī)學研究的首選動物.目前,已經(jīng)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(nèi)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(zhàn),迄今為止還無法對自由活動的小鼠內(nèi)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(fā)出的光.燈光引發(fā)染色血漿發(fā)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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