牙籤拯救了一項神經科學實驗

有時,看似平凡的物品卻可能出乎意料地至關重要

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點


房間一片漆黑。從電腦電源按鈕到控制顯微鏡的盒子,每個燈都用電工膠帶覆蓋著。我感到一股氣流,那是高功率空調啟動了,抵消了顯微鏡雷射器散發的熱量。

我從籠子裡拿出我的小鼠,準備對其大腦進行成像。我戴著紅色頭燈以便看清,但仍然很暗。我仔細檢視我的實驗記錄本,記下兩個位置:-1,+2。我在低聲重複它們,以免忘記;畢竟現在是凌晨 1 點。我將小鼠連線到顯微鏡載物臺上,然後用我手邊的牙籤來確保其頭部位置正確。

雖然科學領域有許多幕後英雄——獸醫、實驗室技術員、研究生(我可能有點偏袒這個!)——但這些不是我所說的英雄。我說的是一根牙籤,它在我的研究專案中發揮了重要作用。


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我很幸運能夠在我的實驗室中使用一臺尖端的顯微鏡和幾件其他昂貴的裝置。但您也可以找到您可能永遠猜不到在科學中使用的東西:紅色頭燈、黑色電工膠帶和牙籤。

使用顯微鏡,我可以透過一個真正的視窗拍攝小鼠活體、工作中的大腦的照片:一塊玻璃,它取代了動物頭骨的一小塊。

為了給小鼠成像,我們在其頭部前部固定一個塑膠杆,然後將杆固定在顯微鏡鏡頭下載物臺上的頭部固定裝置上。使用此支架,我們可以精確地上下和左右定位頭部。

這就是我們問題的開始。

隨著神經科學的進步,我們越來越認識到每個單獨的腦細胞在更大的器官中都起著至關重要的作用。然而,當我們看不到每個單獨的細胞中發生的事情時,很多細微之處都會丟失。但是透過這種專門的設定,我們可以對大腦中的相同細胞進行連續幾天的成像,從而使我們能夠追蹤每個細胞隨時間的變化。

我們進行了一輪實驗,雖然我們認為我們每次都在對相同的細胞進行成像,但分析顯示情況並非如此。在我們的實驗室中使用這種技術是新的,雖然有一些科學論文帶有說明,但一些小細節在翻譯中丟失了。當下一批動物準備就緒時,我們需要快速想出一個解決方案。那時,追蹤小鼠頭部傾斜角度的想法出現了。

我們在頭部固定裝置上製作了一個從 -4 到 +4 的簡易刻度,包括上下和左右方向,但我們需要一種方法來指示小鼠頭部的傾斜角度。我們需要一些簡單快捷的東西來追蹤位置。這時,一個想法閃現:牙籤將是完美的。我們將製作兩個迷你量角器(一個用於上下,一個用於左右),牙籤作為“位置追蹤器”。我們把牙籤掰成兩半,把粗糙的一端粘在頭部固定裝置上。尖端將指向我們刻度上的一個位置,一個用於上下,一個用於左右。就這樣,用一根牙籤和一點點強力膠,我們的問題就解決了。

現在我可以記錄牙籤的位置,然後返回並在日復一日地將小鼠的頭部放在相同的位置。在一個為期四天的實驗中,我們必須每六小時回到暗室,方便的牙籤使我能夠收集我需要的用於進一步深入瞭解大腦這一永恆複雜生物學特性的資料。

走進任何分子生物學實驗室,您可能會看到類似的東西:一個像牙籤一樣普通的日常物品,放在(甚至粘在)一件非常昂貴的裝置旁邊。在這些實驗室裡,我們瞭解允許我們思考的細胞型別、導致疾病的蛋白質以及如何以基因程式碼為目標來改善我們的健康。我們做出這些拯救生命的發現的環境可能看起來非常奇特,但我們有時不得不像其他人一樣,用我們能找到的任何東西來臨時應變。我知道從現在開始我總是會準備好牙籤。

請記住,下次您需要快速修復時,您的抽屜裡可能有一些微小的、尖尖的木棍——或一些同樣常見的東西——可以將失敗轉化為成功。

可能性是無限的。

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