科學家們一直希望能夠更清楚地看到大腦是如何工作的。以前研究人員只能在電子顯微鏡下擺弄死亡的腦細胞，而從來沒有用高分辨率顯微鏡清晰地看到活的腦細胞在有生命的動物體內的活動圖景。據美國物理學家組織網近日報道，現在，德國馬克斯·普朗克研究所的物理學家斯蒂芬和其同事將這一夢想付諸實現。相關論文刊登在最新一期美國《科學》雜志上。
斯蒂芬與該研究所的其他研究者多年來一直在研發一種被叫做“受激發射損耗” (STED)的超高分辨率顯微鏡。現在，他們將這項工作提高到一個新的水準。為了讓實驗結果更清晰，他們首先對一只老鼠的特定腦細胞進行基因修改，使其能夠發出熒光，然后切掉老鼠頭蓋骨的一小部分，放進玻璃器皿里，通過STED觀察那些發亮的腦細胞。同時，研究人員啟動STED中所裝置的軟件以遮蓋鼠腦里那些沒有變亮的部分，這樣即可在有生命的老鼠外部實時地再現出神經細胞的高清活動影像。
這個新型顯微鏡提供的清晰度可以達到70納米級以下，四倍于以前的顯微鏡，足以幫助科學家觀察到腦部樹突棘的活動，樹突棘是存在于哺乳動物大腦神經元樹突上的小突起，構成中樞神經系統興奮性突觸傳遞的原始位點。
研究人員未來將有可能進一步發現這種新型顯微鏡的許多種用途，而其中最重要的領域是用于觀察治療精神病藥物在腦部神經元突觸里是如何工作的，也許還會引發制藥學針對特殊疾病開發新藥的突破性進展。
