Техника - молодёжи 1995-07, страница 29

неразличимы, вокруг — светящаяся муть...

Вот это самое помутнение (вызываемое тем, что свет, отраженный материалом выше и ниже интересующей наблюдателя плоскости, тоже попадает ему в глаза) — одно из проклятий традиционной микроскопии. Другое — рассеивание: многие фотоны, проходя сквозь препарат, отклоняются его частицами

в разные стороны, не успев достичь цели.

Чтобы добиться четкой картины отдельной плоскости в глубине образца, необходимо как бы собрать свет, отразившийся только от нее. Мински пропустил световой поток через объектив, фокусирующий его в точку, и навел ее на нужное место. Оставалось лишь точка за точкой прочесать — просканировать — всю плоскость, которой оно принадлежит. Важно только, чтобы возвращающийся от препарата диффузный свет, рассеянный тканями, лежащими над и под искомой точкой, не достиг детектора (в простейшем случае — глаза). Для избавления от этой помехи Мински использовал диафрагму с булавочной апертурой — крошечным отверстием, распо-

5. Участок живой мозговой ткани грызуна с активными нейронами. Снимок представляет собой компьютерное наложение трех последовательных микрокадров, отснятых в течение 12 с после воздеис вия раздражающего фактора. Авторы применили цветовое кодирование (по типу телевизионного): красным окрашены нейроны, возбудившиеся к моменту первой съемки, зеленым — ко второй, синим — к третьей. Желтые (красный плюс зеленый), следовательно, возбудились перед перво съемкой и сохраняли активность до второй, а белые (сумма всех трех цветов) — от первой до третьей. Так специалисты Стэнфордс-кого университета доказали, что нейроны реагируют на стимуляцию не одновременно, и длительность их активности различна.

ложенным точно там, где возвращающийся от фокальной плоскости свет снова сводится объективом в точку.

Но сканирование глазом наглядной картины не даст зрителю с недостаточно развитым воображением трудно интерпретировать то, что он видит. Технические же средства, которыми располагал Мински, — фотоумно-жительный детектор и за неимением дисплея армейский радарный экран — совершено вом не отличались. А последний к тому же оказался слишком широк: луч света неторопливо скользил по нему, освещая пятно за пятном, и почти невозможно было свести полученное воедино. Словом, чисто технические и, в сущнос и, легко искоренимые недостатки первого конфокального микроскопа помешали современникам оценить по достоинству саму идею.

Начало 90-х совпало с новым всплеском интереса к световой микроскопии. Тогда-то и вспомнили о давней "пробе пера Мински. Традиционный ламповый осветитель заменили лазером — он посылает на препарат компактные пучки очень сильного света, бла-одаря чему четкий и ясно различимый сигнал от каждой точки возникает практически мгновенно, и вся плоскость воспроизводится меньше чем за секунду. А современные компьютеры шутя расправились с проблемой создания целостного изображения объекта из многих отдельных плоскостей — так называемых оптических сечений. К тому же совер-

ШьлЛ

i .А А А

1 . —

-А.

V

6 Общий вид нервной клетки. На каждом кадре она повернута вокруг вертикальной оси на 10 градусов относ тельно предыдущей проекции. Расфокусируйт свой взгляд так, чтобы любые два соседних изображения совместились друг с другом, — и вы увидите нейрон в объеме.

7а, б. Контакт мускульного волокна с двигательным нейроном у мыши: а - вид под обычным световым микроскопом, б — под конфокальным.

8. Устройство конфокального микроскопа: А — с одной апертурой (прибор Марвина Мински). В — современный вариант с вращающимся диском, имеющим сотни апертур и позволяющим значи тельно ускорить сканирование. Цифрами обозначены: 1 - детектор (глаз, фотокамера и т.п.), 2—апертура, 3 — зеркало, 4 — источник света 5 — объектив, 6 — препарат, 7 - фокальная плоскость, 8 — линзы. 9 — вращающийся диск. Направление света показано стрелками. С — ход лучей, возвращающихся от объекта к детектору: синие — от нужной точки препарата, красные и желтые — от лежащих соответственно выше и ниже ее.

шенная оптика и ме' одика флуоресценции необычайно повысили увеличение и разрешающую способность. Так родился лазерный сканирующий микроскоп — "высшая и последняя стадия" конфокального.

Воспроизведеннье здесь фотографии еде лань с его помощью. На них объекты микромира вы глядят такими, каковы они на самом деле — целиком, объемно и во всех деталях. ■

По материалам журнала Scientific American

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 7 ' 9 5