新3D“超分辨率”成像技术能观察到活老鼠大脑中的微小结构

发表于 4年以前  | 总阅读数:606 次

该方法能对一些极其微小的细胞结构成像,这些细胞结构被称为树突棘。如果一个神经元是一棵树,那么树突就是伸向其他神经元的分支,而树突棘就是从中伸出来的小树枝。

这项研究的首席研究员Joerg Bewersdorf表示:“我们的显微镜是世界上第一个在活体动物内部实现3D STED超分辨率的仪器。深部组织成像技术的这些进展将使研究人员得以直接直观地看到亚细胞结构和原生组织环境中的动态。”

01.png

这是一张显示了活老鼠大脑神经元上微小“树枝”的3D-2PE-STED显微镜图像

这项新技术建立在一项被称为受激发射损耗显微镜(STED)显微技术的基础上,该技术开发于上世纪90年代并为科学家Stefan Hell赢得了2014年的诺贝尔化学奖。这种方法通过使纳米尺度的物体发出荧光进而使光学显微镜在成像时绕过物理尺寸的限制。

STED显微镜通常是用在被激光激发时会发光的分子展开的。用这些分子给目标样品染色,然后用两束激光扫过它们--第一束激光激发所有的分子,而第二束激光使较大的分子释放能量并停止发光。最终的结果是,只有最小的分子仍会发出荧光从而可以得到非常精细的图像。近年来,科学家们甚至成功地将这种技术应用到3D图像的制作中。

问题是,3D STED成像到目前为止只在薄样本中有效。这是因为激光很难穿过太多组织到达分子并激发它们。因此,在新的研究中,研究人员通过将3D STED成像跟另一种称为双光子激发(2PE)的技术结合起来从而克服了这一限制。

该研究的论文第一作者Mary Grace Velasco说道:“2PE可以利用近红外波长而不是可见光在更深的组织中成像。红外光不太容易被散射,因此能更好地穿透到组织深处。”

最终得到的成果是被团队称为3D-2PE-STED成像的一种技术。为了进一步改善图像,研究小组还使用了自适应光学技术,这样可以纠正通过组织成像时产生的光的畸变或变形。

Velasco说道:“在成像过程中,自适应元件改变光波阵面的方式gen 标本中的组织完全相反。因此,自适应元件的像差抵消了组织的像差、创造了理想的成像条件并允许STED的超分辨率能力在所有三维中得以恢复。”

02.jpg

这项技术在试验中表现令人印象深刻。第一个实验是在培养的细胞中进行的,其中3D-2PE-STED成像能揭示比单独使用2PE小10倍的细节。

在对活老鼠的测试中,研究人员能放大这些树突棘并非常详细地揭示它们的3D结构。他们甚至能在三天后对同一区域进行成像时显示出结构上的自然差异。

“树突棘是如此之小,如果没有超分辨率就很难想象它们的确切三维形状,更不用说随着时间的推移这种形状会发生任何变化。3D-2PE-STED现在提供了观察这些变化的方法,其不仅可以在大脑的浅层观察还可以在更深的内部观察,而在那里发生了更多有趣的连接,”Velasco说道。

尽管研究小组表示,他们没有在神经元结构或小鼠行为上看到任何由该技术造成的损伤迹象,但他们表示,还需要进一步研究以确保其安全性。

该项技术在用于人体组织成像之前还可以进行一些调整--在这个版本中,荧光分子需要直接“绘制”到目标细胞上,这可能会抵消该技术的非侵入性。该团队表示,未来的进展可能涉及可注射染料。

 相关推荐

刘强东夫妇:“移民美国”传言被驳斥

京东创始人刘强东和其妻子章泽天最近成为了互联网舆论关注的焦点。有关他们“移民美国”和在美国购买豪宅的传言在互联网上广泛传播。然而,京东官方通过微博发言人发布的消息澄清了这些传言,称这些言论纯属虚假信息和蓄意捏造。

发布于:1年以前  |  808次阅读  |  详细内容 »

博主曝三大运营商,将集体采购百万台华为Mate60系列

日前,据博主“@超能数码君老周”爆料,国内三大运营商中国移动、中国电信和中国联通预计将集体采购百万台规模的华为Mate60系列手机。

发布于:1年以前  |  770次阅读  |  详细内容 »

ASML CEO警告:出口管制不是可行做法,不要“逼迫中国大陆创新”

据报道,荷兰半导体设备公司ASML正看到美国对华遏制政策的负面影响。阿斯麦(ASML)CEO彼得·温宁克在一档电视节目中分享了他对中国大陆问题以及该公司面临的出口管制和保护主义的看法。彼得曾在多个场合表达了他对出口管制以及中荷经济关系的担忧。

发布于:1年以前  |  756次阅读  |  详细内容 »

抖音中长视频App青桃更名抖音精选,字节再发力对抗B站

今年早些时候,抖音悄然上线了一款名为“青桃”的 App,Slogan 为“看见你的热爱”,根据应用介绍可知,“青桃”是一个属于年轻人的兴趣知识视频平台,由抖音官方出品的中长视频关联版本,整体风格有些类似B站。

发布于:1年以前  |  648次阅读  |  详细内容 »

威马CDO:中国每百户家庭仅17户有车

日前,威马汽车首席数据官梅松林转发了一份“世界各国地区拥车率排行榜”,同时,他发文表示:中国汽车普及率低于非洲国家尼日利亚,每百户家庭仅17户有车。意大利世界排名第一,每十户中九户有车。

发布于:1年以前  |  589次阅读  |  详细内容 »

研究发现维生素 C 等抗氧化剂会刺激癌症生长和转移

近日,一项新的研究发现,维生素 C 和 E 等抗氧化剂会激活一种机制,刺激癌症肿瘤中新血管的生长,帮助它们生长和扩散。

发布于:1年以前  |  449次阅读  |  详细内容 »

苹果据称正引入3D打印技术,用以生产智能手表的钢质底盘

据媒体援引消息人士报道,苹果公司正在测试使用3D打印技术来生产其智能手表的钢质底盘。消息传出后,3D系统一度大涨超10%,不过截至周三收盘,该股涨幅回落至2%以内。

发布于:1年以前  |  446次阅读  |  详细内容 »

千万级抖音网红秀才账号被封禁

9月2日,坐拥千万粉丝的网红主播“秀才”账号被封禁,在社交媒体平台上引发热议。平台相关负责人表示,“秀才”账号违反平台相关规定,已封禁。据知情人士透露,秀才近期被举报存在违法行为,这可能是他被封禁的部分原因。据悉,“秀才”年龄39岁,是安徽省亳州市蒙城县人,抖音网红,粉丝数量超1200万。他曾被称为“中老年...

发布于:1年以前  |  445次阅读  |  详细内容 »

亚马逊股东起诉公司和贝索斯,称其在购买卫星发射服务时忽视了 SpaceX

9月3日消息,亚马逊的一些股东,包括持有该公司股票的一家养老基金,日前对亚马逊、其创始人贝索斯和其董事会提起诉讼,指控他们在为 Project Kuiper 卫星星座项目购买发射服务时“违反了信义义务”。

发布于:1年以前  |  444次阅读  |  详细内容 »

苹果上线AppsbyApple网站,以推广自家应用程序

据消息,为推广自家应用,苹果现推出了一个名为“Apps by Apple”的网站,展示了苹果为旗下产品(如 iPhone、iPad、Apple Watch、Mac 和 Apple TV)开发的各种应用程序。

发布于:1年以前  |  442次阅读  |  详细内容 »

特斯拉美国降价引发投资者不满:“这是短期麻醉剂”

特斯拉本周在美国大幅下调Model S和X售价,引发了该公司一些最坚定支持者的不满。知名特斯拉多头、未来基金(Future Fund)管理合伙人加里·布莱克发帖称,降价是一种“短期麻醉剂”,会让潜在客户等待进一步降价。

发布于:1年以前  |  441次阅读  |  详细内容 »

光刻机巨头阿斯麦:拿到许可,继续对华出口

据外媒9月2日报道,荷兰半导体设备制造商阿斯麦称,尽管荷兰政府颁布的半导体设备出口管制新规9月正式生效,但该公司已获得在2023年底以前向中国运送受限制芯片制造机器的许可。

发布于:1年以前  |  437次阅读  |  详细内容 »

马斯克与库克首次隔空合作:为苹果提供卫星服务

近日,根据美国证券交易委员会的文件显示,苹果卫星服务提供商 Globalstar 近期向马斯克旗下的 SpaceX 支付 6400 万美元(约 4.65 亿元人民币)。用于在 2023-2025 年期间,发射卫星,进一步扩展苹果 iPhone 系列的 SOS 卫星服务。

发布于:1年以前  |  430次阅读  |  详细内容 »

𝕏(推特)调整隐私政策,可拿用户发布的信息训练 AI 模型

据报道,马斯克旗下社交平台𝕏(推特)日前调整了隐私政策,允许 𝕏 使用用户发布的信息来训练其人工智能(AI)模型。新的隐私政策将于 9 月 29 日生效。新政策规定,𝕏可能会使用所收集到的平台信息和公开可用的信息,来帮助训练 𝕏 的机器学习或人工智能模型。

发布于:1年以前  |  428次阅读  |  详细内容 »

荣耀CEO谈华为手机回归:替老同事们高兴,对行业也是好事

9月2日,荣耀CEO赵明在采访中谈及华为手机回归时表示,替老同事们高兴,觉得手机行业,由于华为的回归,让竞争充满了更多的可能性和更多的魅力,对行业来说也是件好事。

发布于:1年以前  |  423次阅读  |  详细内容 »

AI操控无人机能力超越人类冠军

《自然》30日发表的一篇论文报道了一个名为Swift的人工智能(AI)系统,该系统驾驶无人机的能力可在真实世界中一对一冠军赛里战胜人类对手。

发布于:1年以前  |  423次阅读  |  详细内容 »

AI生成的蘑菇科普书存在可致命错误

近日,非营利组织纽约真菌学会(NYMS)发出警告,表示亚马逊为代表的电商平台上,充斥着各种AI生成的蘑菇觅食科普书籍,其中存在诸多错误。

发布于:1年以前  |  420次阅读  |  详细内容 »

社交媒体平台𝕏计划收集用户生物识别数据与工作教育经历

社交媒体平台𝕏(原推特)新隐私政策提到:“在您同意的情况下,我们可能出于安全、安保和身份识别目的收集和使用您的生物识别信息。”

发布于:1年以前  |  411次阅读  |  详细内容 »

国产扫地机器人热销欧洲,国产割草机器人抢占欧洲草坪

2023年德国柏林消费电子展上,各大企业都带来了最新的理念和产品,而高端化、本土化的中国产品正在不断吸引欧洲等国际市场的目光。

发布于:1年以前  |  406次阅读  |  详细内容 »

罗永浩吐槽iPhone15和14不会有区别,除了序列号变了

罗永浩日前在直播中吐槽苹果即将推出的 iPhone 新品,具体内容为:“以我对我‘子公司’的了解,我认为 iPhone 15 跟 iPhone 14 不会有什么区别的,除了序(列)号变了,这个‘不要脸’的东西,这个‘臭厨子’。

发布于:1年以前  |  398次阅读  |  详细内容 »