神經(jīng)科學(xué)是一個(gè)涉及神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能研究的多學(xué)科領(lǐng)域，目的是了解認(rèn)知和行為過程的發(fā)展,，以及了解和找到疾病治療方法,，如阿爾茨海默氏癥或帕金森氏癥。顯微技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于細(xì)胞和亞細(xì)胞水平的神經(jīng)系統(tǒng)可視化以及觀察特定背景下的任何分子變化至關(guān)重要,。近年來,，深部組織成像方面的進(jìn)展讓人們對(duì)神經(jīng)元功能有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，一些新興技術(shù)如遺傳細(xì)胞標(biāo)記和光遺傳學(xué)也協(xié)同推動(dòng)了這些發(fā)展,。
神經(jīng)生物學(xué)研究的成像挑戰(zhàn)
神經(jīng)系統(tǒng)的研究往往需要高分辨率,、深度成像和大斷面可視化相結(jié)合。還需要靈活地對(duì)不同類型的樣本進(jìn)行圖像處理,，如活細(xì)胞,、組織、有機(jī)化合物和模型生物體,。
快速動(dòng)態(tài)過程的研究,，如細(xì)胞運(yùn)輸或突觸重塑，需要高速顯微鏡,。高速顯微鏡的主要挑戰(zhàn)之一是獲取高分辨率圖像,，同時(shí)避免熒光飽和。
神經(jīng)科學(xué)研究通常涉及到大視野和立體成像,。減少熒光散射和背景信號(hào)的需求使得獲取高對(duì)比度和分辨率的圖像變得困難,，這在檢查大腦切片等致密組織中的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)時(shí)尤為關(guān)鍵。
圖1 神經(jīng)上皮細(xì)胞普通款場(chǎng)顯微鏡與THUNDER Imager成像對(duì)比
Z-stack:59層（厚21μm），樣本由德國Magdeburg FAN GmbH提供
神經(jīng)生物學(xué)研究的顯微鏡方法
對(duì)于神經(jīng)生物學(xué)而言,，照亮黑暗的大腦,，需要一束光，brainbow技術(shù)應(yīng)允誕生,，相繼的各種標(biāo)記方式已使得我們可以看到五顏六色的大腦結(jié)構(gòu),。基于光學(xué)的研究方法已成為神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的主要研究手段,，其中實(shí)現(xiàn)了高分辨三維成像的光學(xué)成像技術(shù),、可以進(jìn)行大范圍神經(jīng)記錄的功能性成像技術(shù)，以及可運(yùn)用光來控制神經(jīng)功能的光遺傳學(xué)技術(shù),，這些技術(shù)具有高空間分辨率,、組織低損傷性和遺傳特異性等優(yōu)勢(shì)，助力神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究取得了一系列突破,。
對(duì)于深部活體成像,，往往使用多光子顯微鏡，憑借近紅外激發(fā)的能力減少了光散射,，使深部成像具有小的損傷性,。光片顯微鏡對(duì)于光敏或3D樣品也是比較好的選擇，減少光毒性的同時(shí)又可以提供固有的光學(xué)切片和3D成像,。
光遺傳學(xué)是一種利用光控制神經(jīng)活動(dòng)的技術(shù),，能夠研究特定的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和細(xì)胞信號(hào)，需要在神經(jīng)元細(xì)胞膜上表達(dá)光敏蛋白,。利用光遺傳學(xué)結(jié)合毫秒級(jí)精度計(jì)時(shí)方法在納米尺度上深入研究潛力巨大,，可以研究細(xì)胞動(dòng)態(tài)過程中的特定時(shí)間點(diǎn)。
電生理學(xué)研究的是組織和細(xì)胞的電性,，包括研究神經(jīng)元的電性,。神經(jīng)和肌肉細(xì)胞的功能依賴于流經(jīng)離子通道的離子電流。研究離子通道的一種方法是使用貼片夾緊法,，該方法可以對(duì)離子通道進(jìn)行詳細(xì)的研究，并記錄不同類型細(xì)胞的電活動(dòng),，典型的就是像神經(jīng)元這樣的可興奮細(xì)胞,。
圖2 斑馬魚胚胎復(fù)眼
圖像通過TCS SP8 DLS采集。法國Illkirch-Graffenstaden IGBMC成像中心Basile Gurchenkov博士供圖
神經(jīng)生物學(xué)研究Leica方案
THUNDER Imagers
圖3大鼠原代細(xì)胞培養(yǎng)
Cy5(洋紅色):β-Ⅲ型微管蛋白,；Rhod(紅色):NG2蛋白,，GFP(綠色):巢蛋白；DAPI(藍(lán)色):細(xì)胞核
THUNDER Imagers能夠幫您獲得對(duì)細(xì)節(jié)的清晰圖像,，即使是在完整樣品內(nèi)部,，也能實(shí)時(shí)觀察清晰圖像。THUNDER Imagers獲取銳利圖像的能力從根本上改變了研究人員從事生物體、組織切片和器官等3D細(xì)胞培養(yǎng)物成像時(shí)的工作方式,，并且可以使用比“標(biāo)準(zhǔn)”寬場(chǎng)顯微鏡更厚的切片和更大的組織,。
STELLARIS讓您看到更多細(xì)節(jié)，收集更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),，驗(yàn)證您的假設(shè),。新一代大功率HyD檢測(cè)器的協(xié)同作用，*優(yōu)化的光路設(shè)計(jì),，以及*的白激光,，使得成像性能超塵拔俗。STELLARIS提供更明亮的信號(hào),，使您獲得的圖像更清晰,，并且擁有更強(qiáng)烈的對(duì)比度和更精致的細(xì)節(jié)，即使是多個(gè)低豐度信號(hào),。
STELLARIS DIVE
圖5 通過同時(shí)捕捉兩個(gè)通道或在LAS X軟件中進(jìn)行光譜發(fā)射掃描并應(yīng)用通道拆分,，輕松分離活鼠皮層中表達(dá)的GFP(綠色)和YFP(紅色)。STELLARIS DIVE (Deep In Vivo Explorer) 是一款檢測(cè)光譜可調(diào)諧的多光子顯微鏡,，為深部活體成像提供了穿透深度和對(duì)比度,。借助STELLARIS DIVE，您可以對(duì)深的視野和細(xì)微的細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié),，同時(shí)可以對(duì)多色標(biāo)記進(jìn)行拆分,。STELLARIS DIVE憑借其高精度和靈敏度使其成為活神經(jīng)元成像的理想選擇。Leica憑借其*的技術(shù)優(yōu)勢(shì),，從微觀納米尺度解析精細(xì)結(jié)構(gòu),，到宏觀活體樣本的行為學(xué)研究，跨尺度的開啟神經(jīng)生物學(xué)研究的新窗口,。Leica在神經(jīng)領(lǐng)域的探索決不止步于此,，憑借其革故鼎新的膽氣，與眾多科學(xué)家一起持續(xù)推進(jìn)神經(jīng)科學(xué)在宏觀和微觀層面蓬勃向上,！了解更多：徠卡顯微
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