近期,英國劍橋大學的學者通過對斑馬魚的研究,成功開發了一種新型的成像分析技術——超光譜矢量分析技術(Hyper Spectral Phasor analysis,HySP),該技術能有效過濾對真正信號的干擾情況,甚至是在信號極其微弱的情況下對疾病進行診斷,并發表于Nature Methods上。

觀察組織或細胞中的一種或兩種分子非常簡單,但我們卻并不能夠清楚地了解在真實情況下這些分子的機制,或者是如何作用的。要得到這樣的結果,研究人員首先需要分開觀察不同的標記,隨后再應用復雜的技術將不同標記疊加在一起來,進一步闡明這些標記分子之間的關聯性。
但這樣無疑是十分復雜的,因此一種實時、互動、多元的檢測技術是十分有必要的。文章中提及的新開發的技術——HySP(下圖),就能夠在一個實驗中同時對多個不同分子進行分析研究。Fraser提及,“該技術使用的計算時間較少,而且我們也并不需要使用昂貴的成像儀器?!?/p>

其實,斑馬魚不僅在高維成像的應用上居功至偉,在腦部活動的實時觀察上更是有著里程碑的價值。前段時間,德國環境健康環境中心和慕尼黑工業大學開發的光聲成像方法,使科學家首次在大腦中觀察到了數百萬神經元的實時和3D交互活動。
“我們發現光聲學可以對由神經活動產生的鈣離子濃度的差異敏感,并設計了一個快速功能的光聲神經斷層掃描(FONT)系統(下圖),可以同時記錄來自大量神經元的信號?!毖芯康牡谝蛔髡遆osé Luis Deán-Ben博士如是說。由成年斑馬魚(Danio rerio)表達遺傳編碼的鈣指示劑GCaMP5G的大腦中的科學家進行的實驗表明,其能直接跟蹤神經動力學使用光聲學,同時克服在不透明腦中的光學成像的長期滲透屏障,該技術還能夠在動物的無限制運動期間追蹤神經活動。

根據Deán-Ben的說法,這個團隊最大的成就是實現了對成年動物整個大腦的分析?!拔覀兛梢员O測成年斑馬魚的整個大腦,大小約為2 x 3 x 4 mm或約24 mm3,”這是團隊中的一位分子成像專家這樣說?!澳壳暗姆椒z測神經活動只會分析大約一立方毫米?!彼赋觯@是在成年斑馬魚的大腦中組織水平上的極限,否則用當前的顯微鏡方法不能做出檢查。
參考文獻1:Hyperspectral phasor analysis enables multiplexed 5d in vivoimaging
參考文獻2:Functional optoacoustic neuro-tomography for scalable whole-brainmonitoring of calcium indicators
