人类的视觉提供了各种各样的乐趣和惊奇,但它只有一种收集生命信息的方式:视网膜中的细胞记录光子,供大脑解读成图像。当涉及到观察眼睛无法分辨的微小结构,以及反射光子太少而眼睛无法检测到的结构时,显微镜必须发挥主导作用。此处展示的图像在2007年奥林巴斯生物景观数字成像竞赛中因其技术价值和美学价值而获奖,代表了用于生物研究的最先进的光学显微技术水平。
可以称之为复兴,也可以称之为革命;在光学显微镜领域,它正在顺利进行。随着科学家们开发出新的荧光标记和新的基因技术,将它们整合到样本中,光的调色板正在多样化,为发现敞开了大门。例如,今年一等奖图像的研究人员采用了一种名为“脑虹”的新技术,在显微镜下将小鼠大脑中的每个神经元都变成不同的颜色。这种方法使他们能够追踪穿过令人眼花缭乱的神经元网的单个轴突,并以早期成像技术无法实现的方式绘制大脑的布线图。
工具的精度也在不断提高。可以标记单个蛋白质,以观察分子的运动方式,细胞分裂和分化的细微细节也可以被实时观察到。显微镜学家可以用快速而宽阔的光线笔触来捕捉短暂的事件,或者用缓慢而微小的光线笔触来观察生命的精美细节。随着显微镜技术的新创新,成像速度和分辨率之间的差距不断缩小。
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借助一系列技术看到即使是最微小的生物结构,并管理由此产生的大量数据的能力,构建了一个强大的、贴近生活的生命图谱——对所有人开放,并且对那些理解和惊叹于其细节的人来说意义深刻。