研究人员设计了一种看到神经细胞着火的技术

加州帕洛阿尔托斯坦福大学的研究人员创造了一种非侵入性技术，可以根据形状变化检测神经细胞的放电时间。这种方法可用于观察身体(如眼睛)光线可及部位的神经活动，这将使医生能够在细胞水平上定量监测视觉功能。这项研究发表在《光：科学与应用》杂志上。这项工作由国家眼科研究所资助，该研究所是国家卫生研究所的一部分。

来自斯坦福大学丹尼尔帕兰克尔博士实验室的佟玲博士和他的同事建造了一台带有高速相机的干涉显微镜，每秒钟可以收集50，000帧图像。这个速度很重要，因为细胞形状的变化很细微，所以与图像中的噪声相比，信号非常少。通过高速成像，研究人员可以将50帧图像组合在一起，以平均噪声并增加信号强度。他们还设计了一种新颖的算法，可以检测信息区域(即移动最多的细胞部分)，并进一步增强信号。

“这种纳米尺度的形状变化很难看到，”帕兰克尔说。“但有了超快速定量相位成像，它实际上是可见的。”

研究人员使用了一个旨在发射类似神经元的细胞培养皿，并将他们的方法与经典的基于电极的神经元放电测量结果进行了比较。显微镜的记录与电极感应到的电信号精确匹配。

这个项目是由NEI Audacious Target Regenerative Medicine Program资助的一个更大的合作项目的一部分，该项目旨在恢复因视网膜损伤或疾病而丧失的视力。这个项目的最终目标是利用这项技术检测通过视神经的信号，甚至是视网膜中各种神经细胞的信号。直接监测眼睛中的神经将有助于研究人员设计和测试恢复视觉功能的新疗法。

“我们在这项联合拨款中的任务是建立基本事实——动作电位期间细胞运动的速度和程度——并为该系统制定最佳技术策略，然后将其用于人类，”帕兰克尔说。"我认为这篇论文将是关于细胞发射的力学效应的可靠参考."

展望未来，包括该校首席研究员、加州大学伯克利分校的奥斯汀罗尔达博士在内的团队成员将决定如何将这项技术应用于光学相干断层扫描，这是一种常用于可视化背部的成像技术。眼睛。

罗尔达说：“非侵入性、全光学、神经记录技术，如帕兰克尔博士和他的团队开创的技术，非常令人兴奋，因为与其他方法不同，这些技术可能用于人类的眼睛。”“这些进展带来了希望，我们可以在细胞水平上研究人类视网膜疾病，并评估治疗方法。”

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