研究人員可以同時(shí)監(jiān)控小鼠大腦100萬(wàn)個(gè)不同的神經(jīng)元，使科學(xué)家們朝著有一天能夠追蹤人類(lèi)大腦復(fù)雜活動(dòng)的目標(biāo)又邁出了令人印象深刻的一步。

　　關(guān)鍵技術(shù)是被稱(chēng)為 "光珠顯微鏡" 的創(chuàng)新。它改進(jìn)了目前的雙光子顯微鏡，使用激光來(lái)觸發(fā)活細(xì)胞中被注入的熒光。當(dāng)細(xì)胞被照亮?xí)r，科學(xué)家可以看到它們是如何移動(dòng)和交互的。

　　通過(guò)光珠顯微鏡，科學(xué)家們可以獲得繪制小鼠大腦細(xì)節(jié)所需的速度、規(guī)模和分辨率，因?yàn)槠渖窠?jīng)活動(dòng)發(fā)生了變化。這種近乎同步的跟蹤可以持續(xù)整個(gè)照明時(shí)間。

　　紐約洛克菲勒大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Alipasha Vaziri說(shuō)："了解大腦密集互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)需要開(kāi)發(fā)新的成像技術(shù)，以高速和單細(xì)胞的分辨率捕捉巨大腦區(qū)中的神經(jīng)元活動(dòng)。我們需要在同一時(shí)間以高分辨率捕捉大腦中遙遠(yuǎn)部位的許多神經(jīng)元。這些參數(shù)幾乎是相互排斥的。"

　　換句話(huà)說(shuō)，目前的顯微鏡技術(shù)必須在放大以獲得足夠的細(xì)節(jié)而錯(cuò)過(guò)整體，或觀察整個(gè)畫(huà)面而失去更精細(xì)的細(xì)節(jié)之間做出選擇。

　　光珠顯微鏡能夠通過(guò)消除激光脈沖之間的衰減時(shí)間來(lái)克服這些限制--使用一個(gè)鏡腔，將每個(gè)單一的強(qiáng)脈沖分成30個(gè)不同強(qiáng)度的較小的子脈沖，它們都能夠達(dá)到不同的深度，同時(shí)保持相同的熒光水平。

　　這意味著在同一個(gè)脈沖中可以看到多個(gè)深度，讓科學(xué)家更深入、更快速地了解正在發(fā)生的事情。科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)證明了這種技術(shù)可以在小鼠大腦中一次追蹤100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元。

　　"我們沒(méi)有充分的理由說(shuō)，五年前做不到這件事。這本來(lái)是可能的，顯微鏡和激光技術(shù)已經(jīng)存在。但就是沒(méi)有人想到這個(gè)點(diǎn)子。"

　　通過(guò)光珠顯微鏡，科學(xué)家們希望能夠跟蹤大腦的感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)和視覺(jué)區(qū)域之間的相互作用--不僅僅是在小鼠身上，也在其他動(dòng)物身上。

　　解釋和理解被記錄的神經(jīng)活動(dòng)是后續(xù)的研究課題，但現(xiàn)在已經(jīng)打好了基礎(chǔ)。

　　清晰地看到大腦內(nèi)部，能弄清大腦的運(yùn)作--無(wú)論是單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞之間的相互作用，還是找出大腦的哪些部分對(duì)應(yīng)于哪些感覺(jué)和情緒。

　　這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在《自然方法》上。