光學顯微鏡可以觀察到神經(jīng)細胞嗎？答案是可以，而且還是主流方案，因為光學顯微鏡才適合做活細胞動態(tài)觀察，尤其基于光學顯微鏡的熒光觀察，還是神經(jīng)元研究的主流配置，高端的配置甚至可以直接看到神經(jīng)元信號活動，比如味覺也是一種神經(jīng)元信號，都是科技與狠活。

·神經(jīng)元簡介

圖1：神經(jīng)元結構圖

神經(jīng)元又稱神經(jīng)細胞，是神經(jīng)系統(tǒng)的基本結構和功能單位。

神經(jīng)元結構分為細胞體和突起兩部分：細胞體是信息整合和處理中心，由細胞核、細胞膜、細胞質(zhì)組成，包含尼氏體等特有結構；突起是信號傳輸末梢，分為樹突和軸突，樹突起始粗分支細，負責傳入，可能有多個，軸突相對細且均一，負責傳出，只有一個。

·科教應用：明場+染色觀察

圖2：明場下的染色神經(jīng)元

和其他各種細胞一樣，神經(jīng)元幾乎是透明的，不能直接用明場觀察，為了滿足科教等應用，可以用姬姆薩染色法等方式將神經(jīng)元處理成染色樣品，以便生物顯微鏡進行明場觀察。

但這些處理會影響細胞活性，不適合動態(tài)觀察。

·動態(tài)觀察應用：相襯觀察

圖3：相襯觀察的神經(jīng)元

相襯觀察是觀察神經(jīng)元生長和遷移的常用方案，因為這種觀察方式不需要染色，對細胞活性非常友好，適合長時間成像，比如通過時延拍攝或長時間視頻，記錄神經(jīng)元的生長和遷移。

圖4：倒置顯微鏡適合相襯觀察

倒置顯微鏡通常配備相襯環(huán)和相襯物鏡，可以進行相襯觀察，同時對培養(yǎng)皿有更好的支持，因此是神經(jīng)元觀察的常用方案。

·科研級應用：熒光觀察

圖5：熒光觀察下的神經(jīng)元

倒置熒光顯微鏡是神經(jīng)元相關研究的常用設備，利用活細胞示蹤劑等特異性熒光染色，不僅可以標記出肌動蛋白絲等亞細胞結構，還能對細胞運動、遷移等進行監(jiān)測。

圖6：電生理研究用倒置熒光顯微鏡

使用倒置熒光顯微鏡的另一個好處是，樣本上方有較大的操作空間，可以加上膜片鉗等設備，以進行電生理研究。

圖7：熒光觀察下的神經(jīng)元

熒光觀察下，高亮的特異性熒光和黑色的背景有很高的對比度，是神經(jīng)元相關論文研究的理想配圖。常見的研究對象包括小鼠、果蠅和斑馬魚等。

圖8：神經(jīng)元熒光成像

染料選擇方面，U通道的染料通常有細胞毒性，而且紫外線激發(fā)也有光毒性，因此神經(jīng)元相關研究一般用B通道和G通道等細胞毒性和光毒性更低的方案，兩個通道合成后，熒光重疊的部分會呈現(xiàn)出黃色熒光。

圖9：斑馬魚神經(jīng)元信號①

如果使用光片熒光顯微鏡、神經(jīng)元鈣離子成像等技術，我們甚至可以觀察斑馬魚等透明活體目標的神經(jīng)元信號活動，當信號傳遞時，可以觀察到熒光在水平切面的亮起、傳遞、熄滅，有如煙花在夜空綻放，非常震撼。

如果你想看神經(jīng)元，建議還是選擇倒置熒光顯微鏡，既可以用相襯動態(tài)觀察活細胞，也可以熒光標記觀察各種想研究的細節(jié)，還能加上各種配件做成電生理平臺。人類的感覺、思考和記憶，無一例外都跟神經(jīng)元有緊密關系，研究神經(jīng)元是腦科學的一大重點，光片熒光顯微鏡、TIRF全內(nèi)反射熒光顯微鏡、機器學習等新科技也在這個前沿科學中嶄露頭角，這是個非常有潛力、有意思的課題。

①Volonté YA, Vallese-Maurizi H, Dibo MJ, Ayala-Pe?a VB, Garelli A, Zanetti SR, Turpaud A, Craft CM, Rotstein NP, Politi LE and German OL (2019) A Defective Crosstalk Between Neurons and Müller Glial Cells in the rd1 Retina Impairs the Regenerative Potential of Glial Stem Cells. Front. Cell. Neurosci. 13:334. doi: 10.3389/fncel.2019.00334

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