兔眼視網(wǎng)膜剖面拼接圖像
揭開眼睛視覺奧秘:美繪制兔眼顯微圖像(組圖)
電子顯微鏡快速掃描這個區(qū)域后,自動放大倍率,用5,500X倍率拍攝了一千張圖片。在放大像散現(xiàn)象的影響下,每張照片的邊緣都被扭曲了。換句話說就是,顯微鏡使每一個組織的外形都發(fā)生了偏差。
為了糾正這個問題,科學計算和成像學研究所(SCI)的研究人員研發(fā)了定制軟件,用來糾正扭曲的部分后,把這些圖片拼成一張合成圖。
8.兔眼視網(wǎng)膜雙極細胞
兔眼視網(wǎng)膜雙極細胞
這是構成合成圖的一個片段,它顯示的是5,500X倍率下的雙極細胞。位于圖片右側(cè)的是一個普遍存在、但是至今仍是個謎的無長突細胞,它看起來比其他細胞更亮。
每個細胞里的黑色環(huán)狀物都是氣泡囊,氣泡里塞滿了發(fā)送信號的化學物質(zhì)。每個氣泡囊就是一個神經(jīng)傳遞素的儲存室,只有當一個細胞決定把信號傳遞給附近的細胞時,這些化學物質(zhì)才會被釋放出來。9.觀看視網(wǎng)膜合成圖的大屏幕
觀看視網(wǎng)膜合成圖的大屏幕
研究人員可以通過科學計算和成像學研究所的一個由24寸液晶顯示屏組成的大屏幕上,觀看視網(wǎng)膜合成圖。這里距離他們的顯微鏡實驗室僅有幾步之遙。他們的遙控裝置是一個iPhone(手機上網(wǎng)),他們可以利用普通手勢放大、縮小圖像,或者移動圖像。
從屏幕上很容易看到每個神經(jīng)的神經(jīng)鍵,這是神經(jīng)細胞彼此之間的連接,一個細胞發(fā)出的信號可通過它傳遞給另一個細胞。圖片上的暗處和裂縫是每張圖片的重要部分,即使是最好的軟件,也無法看到所有這些特殊部位。
10.瀏覽程序類似谷歌地球
瀏覽程序類似谷歌地球
普通臺式機甚至不能把一張30GB的圖片的一部分下載到它的內(nèi)存里,更不用說下載整張圖片了。因此科學計算和成像學研究所的研究人員利用與錐形處理方法和谷歌地球瀏覽界面類似的方法寫了一個程序。他們借助這個程序,可以快速瀏覽數(shù)據(jù),標注神經(jīng)鍵或其他有趣的發(fā)現(xiàn)。
11.不健康的兔眼部分區(qū)域
不健康的兔眼部分區(qū)域
研究人員利用一臺黑白電子顯微鏡,很容易鑒別出每一個細胞,但是給它們?nèi)旧,他們將會發(fā)現(xiàn)更多與細胞有關的重要信息。這張抽象圖的鮮艷顏色能讓研究人員弄清楚每個細胞都在做什么。
電子顯微鏡不能分辨彩色物質(zhì),因此馬克的實驗室研發(fā)了一個工作區(qū)。他們用粘附著銀色粒子的抗體給每個細胞做標記,重點突出一個特殊化學物質(zhì)所在區(qū),例如氨基酸谷氨酸鹽。在電子顯微圖中,每個銀色粒子就是一個亮點,利用電腦很容易把這些點變成彩色。通過鑒別每種顏色,科學家就能確定這些細胞到底釋放了多少信息傳遞素。
這張?zhí)厥鈭D像顯示的是一個不健康的兔眼的部分區(qū)域。如果這個彩色圖案與健康兔眼的圖案不一樣,研究人員就能通過它提供的線索,斷定導致兔眼出現(xiàn)問題的原因。馬克和他的科研組把這種方法稱之為計算分子顯形。
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