本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
房间一片漆黑。从电脑电源按钮到控制显微镜的盒子,每个灯都用电工胶带覆盖着。我感到一股气流,那是高功率空调启动了,抵消了显微镜激光器散发的热量。
我从笼子里拿出我的小鼠,准备对其大脑进行成像。我戴着红色头灯以便看清,但仍然很暗。我仔细查看我的实验记录本,记下两个位置:-1,+2。我在低声重复它们,以免忘记;毕竟现在是凌晨 1 点。我将小鼠连接到显微镜载物台上,然后用我手边的牙签来确保其头部位置正确。
虽然科学领域有许多幕后英雄——兽医、实验室技术员、研究生(我可能有点偏袒这个!)——但这些不是我所说的英雄。我说的是一根牙签,它在我的研究项目中发挥了重要作用。
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我很幸运能够在我的实验室中使用一台尖端的显微镜和几件其他昂贵的设备。但您也可以找到您可能永远猜不到在科学中使用的东西:红色头灯、黑色电工胶带和牙签。
使用显微镜,我可以透过一个真正的窗口拍摄小鼠活体、工作中的大脑的照片:一块玻璃,它取代了动物头骨的一小块。
为了给小鼠成像,我们在其头部前部固定一个塑料杆,然后将杆固定在显微镜镜头下载物台上的头部固定装置上。使用此支架,我们可以精确地上下和左右定位头部。
这就是我们问题的开始。
随着神经科学的进步,我们越来越认识到每个单独的脑细胞在更大的器官中都起着至关重要的作用。然而,当我们看不到每个单独的细胞中发生的事情时,很多细微之处都会丢失。但是通过这种专门的设置,我们可以对大脑中的相同细胞进行连续几天的成像,从而使我们能够追踪每个细胞随时间的变化。
我们进行了一轮实验,虽然我们认为我们每次都在对相同的细胞进行成像,但分析显示情况并非如此。在我们的实验室中使用这种技术是新的,虽然有一些科学论文带有说明,但一些小细节在翻译中丢失了。当下一批动物准备就绪时,我们需要快速想出一个解决方案。那时,追踪小鼠头部倾斜角度的想法出现了。
我们在头部固定装置上制作了一个从 -4 到 +4 的简易刻度,包括上下和左右方向,但我们需要一种方法来指示小鼠头部的倾斜角度。我们需要一些简单快捷的东西来追踪位置。这时,一个想法闪现:牙签将是完美的。我们将制作两个迷你量角器(一个用于上下,一个用于左右),牙签作为“位置追踪器”。我们把牙签掰成两半,把粗糙的一端粘在头部固定装置上。尖端将指向我们刻度上的一个位置,一个用于上下,一个用于左右。就这样,用一根牙签和一点点强力胶,我们的问题就解决了。
现在我可以记录牙签的位置,然后返回并在日复一日地将小鼠的头部放在相同的位置。在一个为期四天的实验中,我们必须每六小时回到暗室,方便的牙签使我能够收集我需要的用于进一步深入了解大脑这一永恒复杂生物学特性的数据。
走进任何分子生物学实验室,您可能会看到类似的东西:一个像牙签一样普通的日常物品,放在(甚至粘在)一件非常昂贵的设备旁边。在这些实验室里,我们了解允许我们思考的细胞类型、导致疾病的蛋白质以及如何以基因代码为目标来改善我们的健康。我们做出这些拯救生命的发现的环境可能看起来非常奇特,但我们有时不得不像其他人一样,用我们能找到的任何东西来临时应变。我知道从现在开始我总是会准备好牙签。
请记住,下次您需要快速修复时,您的抽屉里可能有一些微小的、尖尖的木棍——或一些同样常见的东西——可以将失败转化为成功。
可能性是无限的。