首次拍摄到复杂生物神经系统活动影像

2015年08月14日  来源：  科技日报

    图像显示果蝇在向后爬(左)和向前爬（右）时神经系统的图像。蓝色代表首先被激活的区域，红色代表最后才被激活的区域。

    美国科学家日前成功拍摄到一段果蝇幼虫在移动时全身神经系统活动的动态影像。对如此复杂且处于运动之中的生物体来说，此举尚属首次。研究人员认为，该研究将为人类大脑等更复杂神经系统的研究奠定基础。

    一直以来，人们都对生物体大脑和神经的活动非常感兴趣，但苦于无法看到其处于活跃状态时的动态影像。而此前类似的研究更多地限于如线虫这样的微小生物，或是复杂动物神经系统的局部。

    在新的研究中，美国霍华德·休斯医学研究所的菲利普·凯勒和他的同事采用了一种名为光片显微的技术，对一只仅有几毫米长的果蝇幼虫的神经系统进行观测。在实验中，实验装置会从两侧发出激光照亮整个样本，经过基因改造的果蝇的神经系统会在受激后发出荧光。通过安装在果蝇背部和腹部的两台摄像机，研究人员就能创建出高清晰度的3D影像。摄像机会以每秒5次的频率抓取图像，整个过程持续一个小时的时间，分辨率足以看清单个神经元。

    凯勒说：“通过对神经系统各个不同部分在同一时间进行成像，我们能够看到神经系统的活动，并确定其工作模式。这能帮助科学家了解大脑和神经之间相互作用，以及最终产生行为的过程。”

    这项工作提供了一种获得生物体中枢神经实时影像的方法，为一些研究更大的有机体奠定了基础。下一步，研究人员还将通过这种方法对成年果蝇、斑马鱼以及小鼠胚胎的神经活动进行研究。

    相关论文发表在《自然通讯》杂志上。（记者王小龙）

    总编辑圈点

    神经系统控制生物体所做的一切——从呼吸到运动，从思维到感觉。我们想要了解信息是怎样从感觉集成到所有的动作，就必须看到整个大脑的活动情况，而不是只欣赏大脑中的一个神经元。因而能拍到复杂生物神经活动的影像，不啻于一次视觉的盛宴。从实用角度来讲，其还将有助于找出涉及脑部疾病的细胞或网络，引导新的治疗思路。