神経科学研究

多くの場合、神経科学では神経系をより深く理解するために顕微鏡を使用して困難な試料を観察することが必要です。 ライカマイクロシステムズは、これらの課題克服を可能にする幅広いイメージングソリューションを提供しています。

神経科学は、神経系の構造と機能の研究を必要とする多領域の研究分野です。 その目的は、認知と行動プロセスの発達を理解するだけでなく、アルツハイマー病やパーキンソン病などの疾患を理解し、その治療法を発見することです。

顕微鏡技術の使用は、神経系を細胞と細胞内レベルで可視化し、多様な状況におけるあらゆる分子の変化を捉えるために極めて重要です。 深部組織イメージングにおける近年の発展により、神経機能に関するさらなる洞察を可能にしました。 遺伝細胞標識と光遺伝学などの新しい技術が、これらの発展を補完しています。

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神経科学研究に対するイメージングの課題

多くの場合、神経系研究では高分解能、深部イメージング、大きな切片の可視化が必要です。 また、生細胞、組織、オルガノイド、モデル生物などの様々な種類のサンプルをイメージングするための柔軟性も必要です。

細胞輸送やシナプス再構築などの高速な動的プロセスの研究には、高速での顕微鏡観察が必要です。 高速での顕微鏡観察の主要な課題の一つは、蛍光のサチュレーションを抑える一方で高分解能画像を取得することです。

多くの場合、神経科学研究では広視野でのボリュームイメージングが必要です。 蛍光散乱とバックグラウンドシグナルを低減することにより、高コントラストで高分解能な画像取得を可能にします。脳切片などの密度の高い組織の神経構造を観察する場合に特に重要になります。

Widefield

THUNDER Imager

培養された皮質ニューロン。 59フレームのZスタック(厚み: 21µm) サンプル提供:FAN GmbH、マクデブルク、ドイツ。

神経科学研究における顕微鏡観察手法

一般に神経系の研究では、生命現象と構造の高分解能イメージングのために共焦点顕微鏡が使用されています。 より深部の生体内イメージングに対しては、光散乱を低減し、最小限の侵襲性によって深部イメージングを可能にする近赤外励起を使用した多光子顕微鏡が使用されます。 また、ライトシート顕微鏡も励起光にセンシティブなサンプルや3Dのサンプルに対して好まれています。 光毒性を軽減し、固有の光学セクショニングと3Dイメージングを可能にします。

  • 光遺伝学は、光を使用して神経活動を制御し、特定の神経回路網と細胞シグナル伝達の研究を可能にする技術です。 この技術には、神経細胞膜内の光感受性タンパク質の発現が必要です。 ミリ秒単位で試料を非晶質に凍結させる技術と、光遺伝学を組み合わせることで、動的プロセスにおける特定の時間においてナノスケールでの研究結果を得ることが期待されます
  • 電気生理学は、組織と細胞の電気特性に関する研究で、神経の電気特性の研究が含まれます。 神経細胞と筋肉細胞の機能は、イオンチャンネルを流れるイオン電流に依存しています。 イオンチャンネルを調査する一つの手段が、パッチクランプ法です。 この手法は、イオンチャンネルの詳細な観察、主に神経のような興奮細胞など、様々な種類の細胞電気的活動の記録を可能にします。

THUNDERイメージャー

THUNDERイメージャーは、サンプル深部でさえ、ピンぼけなしでリアルタイムに詳細の鮮明な画像取得を可能にします。 鮮明な画像を取得するその機能は、モデル生物、組織切片、オルガノイドなどの3D組織培養のイメージングを根本的に変化させます。 一般的なワイドフィールド顕微鏡よりも、より厚みのある切片とより大きな構造をイメージングできます。

STELLARIS共焦点プラットフォーム

STELLARISは、より多くのことを観察することを可能にします。 より精度の高いデータを収集し、研究の仮説を詳細に証明することができます。 新世代Power HyD検出器、完全に最適化されたビームパス、独自の白色光レーザー(WLL)の相乗効果により、完璧なイメージング性能を実現します。 より明るいシグナルによって試料の情報はよりクリアーに、たとえ多種の微量標識であっても、よりコントラストの高い驚くような画像を得ることができます。

SP8 DIVE(Deep In Vivo Explorer)

SP8 DIVE(Deep In Vivo Explorer)は、スペクトルフリーな検出機能を備えた世界初の多光子顕微鏡です。 深部生体内イメージングに対して最大の深部観察とコントラストを提供します。 SP8 DIVEによって、完璧なスペクトル分離により複数のマーカーをイメージングし、最も深部での微細構造の観察を可能にすることができます。その高い精度と感度は、生きた神経細胞のイメージングに最適です。

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STELLARIS 共焦点顕微鏡プラットフォーム

STELLARIS

ライカは STELLARIS 共焦点プラットフォームによって、より真実へと近づくために共焦点顕微鏡を再び創造しなおしました。

THUNDER モデル生物

THUNDER モデル生物を用いると、発生生物学・分子生物学研究を目的に、素早く簡単に 3D 観察することができます。

多光子顕微鏡STELLARIS 8 DIVE

STELLARIS 8 DIVE

DIVEとSTELLARISは統合され、柔軟なマルチカラー多光子イメージングの能力を提供します。

THUNDER Imager 3D Cell Culture

THUNDER 3D 生細胞および 3D 培養細胞

THUNDER は幹細胞、スフェロイド、オルガノイドなど、高度な 3 次元培養アッセイのためのソリューションです。

THUNDER 組織標本

THUNDER 組織標本では、神経科学や組織学研究でよく用いられる組織切片の三次元の蛍光像をリアルタイムに取得することができます。

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ニューロン細胞

Nucleus(DAPI、青)、Tubulin(Cy3、緑)、Nestin(Cy5、赤)、DCX(Cy2、マゼンタ)。DMi8 Sシステムで撮影

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