港大教授研新型显微镜 助研究帕金逊症等脑部疾病成因

撰文: 欧阳德浩
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大脑拥有过百亿个神经细胞,它们的体积细小、活动速度快,以往缺乏显微技术深入研究。如今,香港大学电机电子工程系副教授及生物医学工程课程总监谢坚文博士带领团队,研发两项显微技术,相信能为治疗大脑神经疾病提供线索,找出老人常见疾病,如阿兹海默症和帕金逊症等的成因。

谢坚文指,脑神经细胞的体积仅0.01至0.1毫米,活动速度为0.001秒,若能捕捉到细胞的活动,便能了解大脑如何发出讯号,以控制身体各个部位以及脑部疾病成因。然而现时仍未有技术能完美捕捉脑细胞活动。他续指,现时常见的技术,包括“植入电极针”、“功能磁力共振”、“传统萤光显微镜”均有著不同的缺憾。

例如“植入电极针”会对大脑带来伤害、“功能磁力共振”的解像度低、“传统萤光显微镜”的捕捉速度缓慢。谢坚文因此带领团队研发两项技术,兼具低创伤、解像度高、速度快的特点,以捕捉大脑细胞的讯号。

香港大学电机电子工程系副教授及生物医学工程课程总监谢坚文博士于今日(9日)发表研究成果,介绍最新研发的两种生物医学工程的显微技术。(香港大学提供)

扫描速度比现有激光技术快1,000

其中“双光子萤光显微镜”的扫描速度,比现有的激光技术快1,000倍。谢坚文研发“超高速激光扫描技术”,利用平行反射镜,让高速的激光捕捉实验对象的大脑讯号,能扫描大脑每秒1,000至3,000次。在深度方面,亦能侦测到大脑表面以下三分一毫米,并拥有不伤害大脑神经(低创伤)的优点。

对细胞的伤害减低最少1,000

谢坚文表示,虽然扫描速度加快,但被强光照射一段时间后,细胞会受到破坏。而“编码光片阵列显微镜”兼具高效率及低创伤的特点,采用通讯广播的技术重组3D影像,每秒撷取3D影像超过10张,相比现时的技术对细胞的伤害减低最少1,000倍,能长时间研究细胞,而不担心受激光破坏。

找出帕金逊症等老人病成因

谢坚文指,两项显微技术能应用在神经学和生物学,例如能为治疗大脑神经疾病提供线索,找出老人常见脑部疾病,如阿兹海默症和帕金逊症等的成因;或观察细胞和器官受病毒或细菌感染的过程,对研究病毒亦有帮助。

谢续指,现时团队连同博士生合共九人,曾获政府资助早期阶段的研究,直至两年前获美国卫生研究院拨款约2,000万元,时限三年。他透露,当中400万投放在研发显微镜上,化学用品、工资等亦成本不菲,更笑指“其实养一只白老鼠都唔平呀。”