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但多光子显微镜还可以获得下方组织层的高分辨率图像

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大脑的功能同时令人着迷和神秘。虽然科学现在对我们的思想了解很多,但它仍然有许多秘密。然而,预计新的成像技术将在未来改变这种情况:研究人员成功地使用这种方法来观察他们的思维中的老鼠。他们第一次浏览了皮层的所有层

  • 并发现了一些惊喜。

近年来,神经科学家已经越来越深入地渗透到人类大脑的结构和生理学中。诸如所谓的多光子显微镜的发展等技术进步正在以前所未有的方式向我们的思想开放如此深刻的见解。在该方法中,使用几个同时到达的长波光子,用高度聚焦的激光和激发的原子或分子照射活组织。虽然经典的光学显微技术只能捕获大脑的表面结构,但多光子显微镜还可以获得下方组织层的高分辨率图像。

麻省理工学院的Murat

Yildirim及其同事进一步完善了这种方法。使用2013的优化版本开发了三种光子显微镜已设法他们首次采取通过小鼠大脑皮质的所有层一看

在某种意义上看到动物的思维。通过改变光学设计和其他活体大脑测量参数,我们能够发现以前无法实现的发现,共同作者Mriganka
Sur表示。

神经元在行动

为了证明这种新方法的可行性,研究人员面对小鼠的视觉刺激 –

包括在屏幕上移动的不同方向的网格图案。视觉皮层的脑细胞会如何反应呢?Yildirim和他的同事们在他们的显微镜的帮助下能够观察到这一点,因为他们不仅通过激光激发荧光而对细胞进行基因改造

但这取决于其内部的钙水平。由于钙水平与神经细胞的活性有关,因此可以以这种方式观察细胞的作用。

透过所有六层皮层观察,不同层中的细胞对视觉刺激的反应不同。因此,第二深层中的神经元似乎对各种图案对准反应非常不明确。研究小组报告说,他们比其他地层的细胞表现出更多的自发活动,并且似乎与更深的大脑区域联网。相比之下,第六层中的神经元似乎是专家:它们更具体地响应,取决于所呈现的模式的方向。

在皮质下面惊喜

正如科学家们报告的那样,他们的显微镜甚至可以检测出皮质下面以前研究不足的层,即所谓的亚板

一层主要是白质的薄层。令人惊讶的是:还有一群神经细胞对视觉刺激反应不佳。到目前为止,许多神经科学家都认为这个区域的神经元只在发育阶段才有活动,研究人员写道。在成熟的大脑中,这些神经元根本没有被探索过,Yildirim补充道。他和他的同事们现在希望他们的新过程可以解释这个神秘的大脑区域在未来的作用。

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