麻省理工学院和哈佛大学的研究小组开发出一种双光子成像显微镜的改进版本,它可以让科学家更快地获得大脑内血管和单个神经元等结构的高分辨率图像。新技术或可促进生物学、神经科学的研究。
研究人员经常使用双光子显微镜制作大脑等组织的高分辨率3D图像。该显微镜的工作原理是将一束强烈的近红外线照射到组织样本中的一个点上,在强度最高的焦点诱导两个光子同时吸收。这种长波长、低能量的光可深入组织而不损坏组织,从而在表面以下成像。然而,这种成像技术不易扫描大脑等组织深处,且很耗时。
为改进成像技术,研究团队的目标是,在保持逐点扫描组织的像素进行高清成像时,又可一次性实现对一个大的组织样本快速成像。
此次,研究人员使用一种广视角显微镜,在改变光的振幅后,使一面光照射到组织上,这样就可在不同的时间打开或关闭每个像素。当一些像素被点亮,而附近的像素保持黯淡时,研究人员就能检测到一些因组织散射光线而形成的图像。通过计算机算法对每个像素进行重建,研究人员就可获得更多关于图像的信息。
这项技术比传统双光子显微镜成像快100到1000倍。该技术还可以通过添加电压敏感的荧光染料或荧光钙探针来测量神经元活动,也可用于分析肿瘤等其他类型的组织,如帮助确定肿瘤的边缘。
(蒋米图)