对话全球大奖得主：显微镜下的"神经元宇宙"

我们最近公布了Evident 第六届年度图像大赛的获奖者，来自世界各地的参赛者通过提交他们最优秀的光学显微镜图像，点亮了未见之境。

今年，来自英国的 Katie Holden 凭借其名为“神经元宇宙”的引人注目的共聚焦图像被选为全球获奖者。作为最终大奖，Katie 可以选择获得一台配备 DP23数码相机 的 Evident SZX7 体视显微镜，或一套 X Line物镜。

为庆祝她的获奖作品，我们重点展示其美丽的星形图案及背后的动人故事。对 Katie 来说，显微镜是一种能激发人们对科学的兴趣的强大工具，尤其是在它显示肉眼无法看到的事物时。

这幅令人惊叹的图像展示了诱导多能干细胞衍生的神经球，它们由神经元细胞组成，能够自发形成类似于人脑层次结构的形态。它们有着如星辰般的外观，像极了太空中的事物，突显出我们的内心世界与规模差异巨大的外部世界的惊人相似之处。

对 iPSC 来源的神经球生长进行延时成像，拍摄时间为两天。DNA 染成品红色，微管蛋白染成蓝色。

Katie 使用  Evident IXplore IX83 SpinSR  转盘式共聚焦超高分辨率显微镜拍摄了这张图像。自 2021 年以来，她一直在牛津大学利用共聚焦显微镜研究神经元和小胶质细胞。

每次看到这幅图像，我都会被它背后的科学进步（如诱导多能干细胞和共聚焦成像技术）以及团队协作深深打动。所有这些元素融合在一起，构成了一幅我认为展现生物学内在之美的画面。

我制作了许多类似的样品，而在生物学领域，样品的形状和结构常常变化很大。这个样本之所以引人注目，是因为它呈现出近乎完美的圆形，且迁移中的神经元排列成了一个特别引人注目的图案。它甚至让我联想到太空中的某些事物，我觉得如此宏观和微观的事物之间竟然会有相似之处，着实令人着迷。

这幅图像是使用 Evident IXplore IX83 SpinSR 转盘式共聚焦超高分辨率显微镜和 10X 0.4 NA 物镜拍摄的。图像为 72 小时的延时成像实验的最后一个时间点进行的活体成像。采用了活体探针对细胞进行染色，标记微管蛋白（青色）和 DNA（品红色）。

最终图像是通过在 3 × 3 大图拼接采集的 Z-stack序列图像进行最大亮度投影生成的，微管蛋白通道使用青色的“热图”显示。

该样本是利用诱导多能干细胞（iPSCs）生成的，这些细胞来源于人的皮肤细胞，经过重组后可以分化为多种细胞类型。在本例中，神经元前体细胞能够发育成神经元。

这些细胞能够自发组织成类似于人脑层状结构的形式，使之成为研究脑生物学的强大平台。为了制备该样本，培养了25天，并用一系列化合物处理 iPSC，以诱导神经分化。

让细胞聚集形成一个三维球体，并置于培养皿中进行成像。经过 72 小时拍摄到了神经前体细胞从三维球体向外迁移的情况。

所有细胞培养和成像工作均在人类遗传学中心的 iPSC 设施和细胞成像平台中完成。

生成这些样本的过程非常复杂，且并不总是如预期般顺利，常常需要在细胞培养实验室工作好几个小时。在图像采集过程中，由于数据集体积庞大，我也遇到了一些挑战。有趣的是，最终图像的制作过程反而是最简单、最令人愉快的部分！

这是我拍摄过的最喜欢的图像之一。我觉得很神奇，在培养皿中培养的脑细胞可以自发组织成如此复杂而美丽的图案。

“人类的大脑非常美丽！”我们每个人的大脑功能和情绪都会遇到挑战，但在我们的大脑内部蕴藏着真正非凡的东西。”——Evident 第六届年度图像大赛全球获胜者 Katie Holden

我第一次使用显微镜是在担任 iPSC 设施研究助理期间，用于细胞培养，使用的是基础的光学显微镜。我们每天都用它们检查细胞，并决定如何进行实验。

2021年，我进入牛津大学学习，第一次接触到共聚焦显微镜，当时我研究的是神经元和小胶质细胞——它们都是在外观方面令人惊叹、在科学方面引人入胜的样本。现在我在细胞成像平台工作，每天都要使用多台显微镜！

最近才受到启发。我认为显微镜是激发人们对科学兴趣的强大工具——它确实对我产生了这样的影响。看到那些肉眼无法看见的结构图像，真的令人着迷。

我也喜欢和不从事科学研究的朋友分享这些图像，好让他们了解我的工作。现在，我总是在寻找外形有趣的样本，以创作出引人入胜且美丽的图像。

大约 18 个月！

我喜欢视觉美感与科学力量的融合。它提供令人惊叹的视觉图像，同时还能通过图像分析生成极其有价值的数据。我们可以深入了解细胞、组织和疾病。我们常说显微镜检查“不仅仅是为了获得好看的图像”，但我认为这一点也很重要！

我认为这源于对事物结构的天生的好奇心，还有我是一个视觉型的学习者。当我能看到某个事物时，我才会更容易理解它。

我是牛津大学人类遗传学中心细胞成像平台的成像专家。

我们提供从整个组织到单个分子的显微镜检查服务！我为用户提供高级共聚焦系统的培训和支持，包括高内涵成像、活细胞成像、玻片扫描和超分辨率显微成像。

我喜欢与用户合作，参与各种各样的项目，进行实验，并在神经科学（我最喜欢的学科）、癌症生物学、心血管生物学、微生物学和免疫学等多个学科领域开发分析流程。我尤其擅长对三维复杂样品进行成像。

有。每当我们的用户或合作伙伴有一些有趣的样本时，我常常寻找机会创作有视觉冲击力的图像，用于演示或宣传。我们还会通过我们设施的 Instagram 分享图像，我很喜欢为其贡献图像。

经验非常丰富！IXplore IX83 SpinSR 转盘式显微镜系统是我学会使用的第一台共聚焦显微镜。我们的设施配备了 IX83 SpinSR 转盘式显微镜、FLUOVIEW FV4000 共聚焦激光扫描显微镜和 SLIDEVIEW VS200 载玻片扫描仪。我定期为用户进行培训、质量控制，并在这些系统上开展成像实验。转盘式显微镜系统是我们使用广泛的系统，也深受用户欢迎。目前我对 FV4000 情有独钟——它和我同时成为实验室的新成员，所以我们一起度过了很多时光！