光纤激光扫描显微镜：聚焦脑组织领域

科罗拉多大学安舒茨医学校区的神经学家和生物工程师与博尔德的科学家小组发明了一种深入大脑内部的微型光纤显微镜。研究发表在光学快报上，谈到了显微镜的各种细节。

“现今的显微镜只能穿透大脑一毫米但是我们想要看到更深的层次，”迭戈雷斯特雷波教授说，该论文的作者之一，安舒茨神经科学中心主任。“你可以操纵这个镜头虽然大多数部件是固定的。这意味着可以看到大脑内神经元的状态。”

激光扫描显微镜，将进一步利用光导纤维和微小的电润湿镜头完善原型。与其他小聚焦镜头相比，它的速度非常快。这表明关注活体组织非常可靠。同时，镜头可以快速改变焦点通过在两种不同的液体改变电流，实际上是改变透镜的曲率。

直径约半英寸，显微镜可以直接安装到老鼠颅内。光纤线将让动物自由移动，同时科学家们了解它的大脑和监控对特定刺激的反应。这意味着部分如杏仁核的大脑，几乎已经脱离了显微镜，很快就会出现在实时、高分辨率的3D图像中。

“用光学方法来刺激和记录神经元是神经科学研究的未来方向，”巴里斯说，“但大多数研究人员适应现有大型显微镜做图像时限制老鼠的运动，这样很难建立与运动问题。解决方案是将显微镜放在老鼠身上，而不是把老鼠放在显微镜上。”

艾米丽·吉布森，生物工程助理教授，说显微镜打开一个全新的科学世界。“我们现在可以测量更多神经元的范围和样本。例如，我们可以同时拍摄100个神经元，而过去我们只能拍摄10个。”

所有的这一切有可能应用于人类。“能够看到表面下的大脑提供了新的、强大的方式来研究大脑功能，“雷斯特雷波说。“这将帮助我们理解大脑疾病和制定新的治疗方法。”

其他可能性包括针对特定的脑疾病筛选药物，神经外科医生针对治疗帕金森病拍摄大脑特定区域，开展光学定位脑部肿瘤活体诊断，研究神经损伤和假肢控制之间的联系。

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