显微镜下的神经元

光学显微镜可以观察到神经细胞吗？答案是可以，而且还是主流方案，因为光学显微镜才适合做活细胞动态观察，尤其基于光学显微镜的荧光观察，还是神经元研究的主流配置，好的配置甚至可以直接看到神经元信号活动，比如味觉也是一种神经元信号。

神经元简介

神经元结构图

神经元又称神经细胞，是神经系统的基本结构和功能单位。

神经元结构分为细胞体和突起两部分：细胞体是信息整合和处理集中处，由细胞核、细胞膜、细胞质组成，包含尼氏体等结构；突起是信号传输末梢，分为树突和轴突，树突起始粗分支细，负责传入，可能有多个，轴突相对细且均一，负责传出，只有一个。

·科教应用：明场+染色观察

明场下的染色神经元

和其他各种细胞一样，神经元几乎是透明的，不能直接用明场观察，为了满足科教等应用，可以用姬姆萨染色法等方式将神经元处理成染色样品，以便生物显微镜进行明场观察。

但这些处理会影响细胞活性，不适合动态观察。

·动态观察应用：相衬观察

相衬观察的神经元

相衬观察是观察神经元生长和迁移的常用方案，因为这种观察方式不需要染色，对细胞活性非常友好，适合长时间成像，比如通过时延拍摄或长时间视频，记录神经元的生长和迁移。

倒置显微镜适合相衬观察

倒置显微镜通常配备相衬环和相衬物镜，可以进行相衬观察，同时对培养皿有更好的支持，因此是神经元观察的常用方案。

·科研级应用：荧光观察

荧光观察下的神经元

倒置荧光显微镜是神经元相关研究的常用设备，利用活细胞示踪剂等荧光特异性染色，不仅可以标记出肌动蛋白丝等亚细胞结构，还能对细胞运动、迁移等进行监测。

电生理研究用倒置荧光显微镜

使用倒置荧光显微镜的另一个好处是，样本上方有较大的操作空间，可以加上膜片钳等设备，以进行电生理研究。

荧光观察下的神经元

荧光观察下，高亮的特异性荧光和黑色的背景有很高的对比度，是神经元相关论文研究的理想配图。常见的研究对象包括小鼠、果蝇和斑马鱼等。

神经元荧光成像

染料选择方面，U通道的染料通常有细胞毒性，而且紫外线激发也有光毒性，因此神经元相关研究一般用B通道和G通道等细胞毒性和光毒性更低的方案，两个通道合成后，荧光重叠的部分会呈现出黄色荧光。

斑马鱼神经元信号

如果使用光片荧光显微镜、神经元钙例子成像等技术，我们甚至可以观察斑马鱼等透明活体目标的神经元信号活动，当信号传递时，可以观察到荧光在水平切面的亮起、传递、熄灭，有如烟花在夜空绽放，非常震撼。

如果你想看神经元，建议还是选择倒置荧光显微镜，既可以用相衬动态观察活细胞，也可以荧光标记观察各种想研究的细节，还能加上各种配件做成电生理平台。人类的感觉、思考和记忆，无一例外都跟神经元有紧密关系，研究神经元是脑科学的一大方向，光片荧光显微镜、TIRF全内反射荧光显微镜、机器学习等新科技也在这个前沿科学中崭露头角，这是个非常有潜力、有意思的课题。