高速摄影机捕捉信号穿越神经细胞

高速摄影机捕捉信号穿越神经细胞。
阶段Diff-CUP的敏感性。的时空干涉图2.6挪威标准EMP LN晶体被条纹相机和电场和相位分布模型模拟,和相应的时间阶段平均在x方向上。水平标尺酒吧,300µm。垂直刻度酒吧、500 ps。b实验干涉图150 - ps传播EMP和相应的时间相关的边缘1 - 4。D是边缘1和4之间的空间距离。底部的插图正确显示的方法来计算传播时间,T, EMP的LN(右上角)。水平标尺栏,300µm。垂直刻度栏、50 ps。c量化的phase-sensitivity未编码的Diff-CUP诱导员工与不同的振幅在LN晶体。 Each curve represents a reconstructed pulse shape with a different amplitude, where the corresponding phase change is shown above the curve. Black arrows denote the pulse width of the EMP. d Spatiotemporal interferograms of a weak EMP propagating in the LN crystal. Left, unprocessed interferogram, i.e., control group. Middle, interferogram processed with the temporal correlation (TC) and template matching (TM) methods. Right, interferogram processed with the TC, TM, and differential approach. Black dashed lines denote the regions of the EMP. Horizontal scale bars, 300 µm. Vertical scale bars, 20 ps. e Reconstruction of the pulse shape of the weak EMP using the three interferograms in (d). Credit:自然通讯(2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 33002 - 8

伸出你身边现在碰任何东西。是否一个关键在你的键盘,你的桌子的木头,或者你的狗的皮毛,你觉得它即时联系你的手指。还是你吗?

事实上,它确实需要一些时间注册你的大脑从你的指尖感觉,但它仍然发生相当快,触摸信号穿过你的神经超过每小时100英里。一些神经信号的速度更快,接近每小时300英里的速度。

现在,加州理工学院的科学家们已经开发出一种新的超速相机可以记录这些脉冲穿过的镜头。其他的摄像头还可以捕捉视频超快现象,如电磁脉冲传播的电子产品。

相机技术,称为不同增强压缩超快的摄影(Diff-CUP),在实验室中开发的音),布伦医学工程和电气工程教授安德鲁和Peggy Cherng医疗工程领导椅子和执行官医学工程。

Diff-CUP操作类似于王的其他杯系统,已被证明能够录制视频的每秒70万亿帧和捕捉图像的激光脉冲在旅行

电脉冲可以看到以不同的速度通过不同的神经元。信贷:加州理工学院

Diff-CUP需要相同的高速中发现的其他杯系统,结合设备。所谓的马赫-泽德干涉干涉图像对象和材料首先将一束激光在两个,只有一个分裂的光束通过一个对象,然后重新组合。

因为物体通过的影响,不同的材料在不同方面影响他们,光束通过成像的材料必须与海浪的波设置不同步的光束。梁是重组时,对那些不同步的波相互干扰(因此“干涉”)模式,揭示信息被拍摄的对象。

虽然你不能看到一个电子穿越神经细胞用你自己的眼睛,甚至传统的光学显微镜,这种类型的干涉法可以检测到它。(顺便说一句,这个LIGO检测所使用的相同的基本技术)。允许的马赫-泽德干涉这些脉冲的成像,和杯子相机捕获的图像在令人难以置信的高帧率。

“看到是我们的基础但尚未达到由于缺乏速度和灵敏度所提供的现有的成像方法,”王说。

王的研究团队还捕获的照片传播的电磁脉冲(EMP),而在一些材料,可以在接近光速旅行。在这种情况下,他们通过了电磁脉冲通过铌酸锂晶体盐,独特的光学和电学性质。尽管极高速度EMP通过这种材料时,相机能够清晰的图像。

“影像传播信号是第一步,”王说。“形象会很重要的生活交通在中枢神经系统中,从而揭示大脑是如何工作的。”

本文描述他们的发现,题为“超速和高度敏感阶段成像的传播节间的电流在电介质有髓鞘的轴突和电磁脉冲,”出现在《华尔街日报》自然通讯9月6日。

更多信息:Yide Zhang et al,超快的和高度敏感阶段成像的传播节间的电流在电介质有髓鞘的轴突和电磁脉冲,自然通讯(2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 33002 - 8
期刊信息: 自然通讯

引用:高速摄影机捕捉信号穿越神经细胞(2022年10月7日)2022年12月27日从//www.puressens.com/news/2022-10-high-speed-camera-captures-nerve-cells.html检索
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