解析生物体内微观活动与宏观行为的关联,需要研究工具既能深入细微结构,又不干扰研究对象的自然状态。Miniscope(微型显微镜)以精巧设计与强劲性能,成为跨越微观观测与宏观研究的重要工具,为多个学科探索生命规律提供新路径。

微观洞察:单细胞分辨率的精细呈现
Miniscope(微型显微镜)能够在微观层面达到令人惊叹的单细胞分辨率。以其在神经科学研究中的应用为例,它可清晰捕捉单个神经元的活动情况。在对小鼠大脑神经元的观测中,研究人员借助Miniscope,能够分辨出每个神经元在受到刺激时的荧光信号变化。这一功能为探索神经活动的基本单元运作机制提供了关键手段,就如同拥有了一把能够开启微观神经世界大门的精密钥匙,使科研人员得以深入了解单个神经元如何传递信息、参与神经回路,进而影响生物体的行为与认知。
宏观视野:大视野覆盖下的多脑区成像
在拥有微观分辨率的同时,Miniscope具备大视野成像能力。如MiniXL型号,其视野直径可达3.5毫米,这一广阔视野使得对多个脑区的同时成像成为可能。在研究小鼠复杂社会行为时,能够同时监测双侧内侧前额叶皮层以及内侧前额叶皮层与伏隔核等不同脑区的神经活动。这种多脑区成像功能,让科研人员得以从宏观角度把握大脑不同区域之间的协同工作模式,了解在特定行为发生时,各个脑区如何相互配合、传递信号,如同绘制一幅大脑活动的全景地图,为揭示大脑复杂功能的奥秘提供了更全面的视角。
自由行为:记录真实行为下的神经活动
Miniscope(微型显微镜)设计巧妙,重量轻,对动物行为限制极小。像无线版本的miniScope,去除了线缆连接的束缚,使得动物能够在自然状态下自由活动,同时显微镜可实时记录其神经活动。在开放场地行为测试中,小鼠佩戴无线miniScope,能够自由探索环境、与同伴互动,在此过程中,显微镜精准记录下小鼠背侧纹状体中数百个中棘神经元的活动。这为研究动物在真实、不受干扰的行为状态下神经活动与行为的关联,提供了极为真实可靠的数据,有助于深入理解神经机制如何驱动动物的日常行为,为神经科学研究开辟了新的维度。
多模态与多功能拓展:适配多种实验需求
Miniscope(微型显微镜)可与多种动物行为范式相结合,实现多模态研究。在旷场实验中,它能记录动物活动时的神经变化,以评估其行为状态;悬尾实验里,可用于观察动物行为绝望抑郁情绪下的神经活动;三箱社交范式中,帮助研究动物社交行为对应的神经机制;跳台实验、迷宫实验等用于学习记忆评估时,Miniscope同步记录神经活动,为解析学习记忆的神经编码提供依据。此外,结合恐惧范式,能研究恐惧记忆减弱过程中的神经活动变化。这种与多种实验范式的适配性,极大地拓展了其研究范畴,满足了科研人员在不同领域、不同方向探索神经科学奥秘的需求。
从单细胞的精细观测到多脑区的协同成像,从记录自由行为下的神经活动到适配多种实验范式,Miniscope(微型显微镜)以全面的功能,为生物研究搭建了高效的观测平台。它不仅推动了神经科学等领域的研究进程,也为未来更深入地探索生命奥秘奠定了坚实基础。