大人的實驗科學: 用手機顯微鏡變身書桌科學家!

不同於科學萌芽時期人們對於科學的好奇而自發性的探索，有著紳士科學家或業餘科學家，目前科學研究的進行方式往往被認為是研究人員的事情，而這些科學家們不是在大學研究機關就是在大公司中的實驗室裡進行科學研究。但是隨著技術的進步，如同電子技術把原本屬於科學研究的大型電腦變成人人手中的電子裝置而引起一波波的社會網路革新一樣，新的生產資訊技術與數位製造技術也已經可以改變科學儀器的製作生產方式，只要知道原理，人們開始有能力可以在合理的範圍內製造出每個人都能有擁又方便使用的科學儀器。

而全世界各地也越來越多人開始注意到這樣實驗精神與大眾實驗能力的擴展，會對社會型成新的改革的動力，一些公民科學計畫或是結合大眾來進行研究的計畫也越來越多，人們希望這些努力能進改變局限在學術圈之中的研究，在未來能將科學實驗能力用新的方式影響改變社會。

出於同樣的想法，先前介紹過手機顯微鏡在科學影像scimage與科學maker朋友的合作下，已經完成產出上千台顯微鏡交給各地的朋友使用，其中也贊助贈送超過20所台灣偏遠學校使用手機顯微鏡，經由合理的基本的設計與添加專業模組的方式，目前已經把手機顯微境的能力擴展到各種專業的量測，如偏光觀測，螢光觀測，細胞觀測與專業組織切片的觀測等，能在合理的範圍內讓專業顯微鏡的使用不再不方便與不可及。

而當每個人都機會使用好的儀器隨時變成書桌科學家時，可以用自己的眼睛跟動手進行科學顯微觀察，不再是為了比賽或升學，然後屬於科學的樂趣就自然發生了。人不只是能被動吸收科學知識，而是能經由自己去觀察了解甚至完成合理的科學實驗。

休息了一陣子的科學影像網站其實沒有休息，只是默默的在進行更好的計畫，這篇小記，不再是國外的研究，而是一些在台灣慢慢發生的事情。用這篇記念超過2500的朋友參與加入科學maker與新的屬於台灣自己的顯微科學影像Youtube頻道　ScimagexScimaker的設立，希望簡單記錄一些屬於科學影像跟科學maker的書桌科學家們的一部分小故事～

1.極限顯微尺度的觀察

之前介紹改良的手機顯微鏡可以看到細胞大小的物體，為了擴展解析度，陸續也完成的數位相機模組與單眼相機模組，可以配合手機顯微鏡使用，使用一般數位相機Casio ZR15 觀察大鼠的子宮切片結果如下，可以清楚看到平滑肌與細胞核。

而使用單眼模組以Cannon 60D拍攝大鼠神經細胞的結果如下，可以看到清楚的細胞本體與各種突觸的分布。

手機顯微鏡結合更好的影像感測器，解析度可以到繞射極限，即使進行各種專業的研究也不會有問題。


2. 偏光觀察的使用

手機顯微鏡基本的模組之一為偏光模組，可以進行專業的偏光觀測，包含一對偏光片與旋轉平台。如果使用偏光來觀測透明材料，可利用光彈效應了解其中的應力分布，結果如下～

拍攝者 謝文山 於科學maker

可以看到不同的地方有不同的顏色，表示不同區域的分子受到的應力跟應變的程度。又或觀察塑膠膜，可以經由內部分子的排列結構，展現出夢幻的質感。

3. 螢光的觀察使用

經由自製的螢光照明或是螢光模組，可以觀測到螢光晶體。

拍攝者 陳冠宇 於科學maker

或是螢光墨水的乾燥情形，可以看到表面力怎麼影響液滴的乾造結構。

4.繽紛微小生物與植物的觀察

因為有了方便的工具，生活中一點一滴裡所蘊藏的精心結構都可以被觀測到，像是朱槿花上的花粉，能用自然光的方式呈現出自然的顏色與表面的形狀被觀察。

拍攝者 Hsuan Kung 於科學maker

在水中也很有多有趣的事情在發生，如同在跳舞游泳的水蚤們，正再跳著舞。


拍攝者  莊朝喜於科學maker

而這隻開啟雙渦輪操控水流的輪蟲，正在努力濾食更小的生物。


拍攝者 Gable Chuang於科學maker


周圍中，有太多太多精采用手機顯微鏡觀察跟照片沒法放下，也介紹不完，有興趣的朋友歡迎觀賞科學maker社團的影片youtube頻道 
Scimage xScimaker (https://www.youtube.com/user/ScimageTW )
或是加入科學maker社團，一起體會變身書桌科學家的樂趣～

最後也期待著一種新的科學進行方式跟態度能在台灣這片土地生根與茁壯～

看見腦的連結! Diffusion Tensor Imaging (DTI) and high definition fiber tracking (HDFT)

大腦是一個複雜的器官，由外層皮層(灰質,細胞本體)跟內部的白質(神經連接)所組合，以往腦所做研究很大一部分是研究腦的皮層，觀察研究各種腦波與腦的活動，了解哪部分的腦區所掌管的工作工跟功能，但是對於神經相互間的連接，也就是白質的結構，所知甚少。近一兩年的影像技術開始可以讓人看清楚腦裡面的神經是如何連接，所利用的技術是用核磁共振造影(MRI)來觀測水分子在白質區域內的擴散行為，稱做Diffusion Tensor Imagin(DTI)。主要的原理是水分子的擴散會改變水分子在磁場下的排列整齊度，進而減弱收到MRI的訊號，所以只要加上不同的磁場激發設計，就可以找出水分子在不同方向的擴散能力的不同，如此一來，如果水是存在神經纖維裡，裡面的水因為細胞膜的局限會有特定的方向容易擴散，所以就可以利用這種方式把水的擴散能力資訊轉成神經纖維的空間連結資訊。下面的影片介紹了目前能達到的效果，影片中在腦瘤周圍的神經纖為都可以被清楚的看出。這樣的技術一方面可以擴展對大腦的了解，一方面也可以在神經外科手術或是神經修復治療上提供更完整的資訊，讓醫生們擁有正確的地圖去完成對腦的手術或治療!

2011諾貝爾生物醫學獎得主與樹突細胞! Immune pioneers share Nobel prize for medicine

今年的諾貝爾生物醫學獎由三位免疫學家獲得，分別是美國的包特勒 (Bruce Beutler)，盧森堡出生的科學家霍夫曼(Jules Hoffmann)與加拿大的史坦曼(Ralph Steinman )。

其中包特勒與霍夫曼因為研究先天免疫系統，發現了先天免疫系統的啟動的基因，合得一半的獎金(七十萬美金)。史坦曼因為研究樹突細胞在免疫系統上的功能而得到另一半獎金。

霍夫曼在1996年發現了在果蠅身上一種稱為Toll的基因 ，這種基因是啟動先天免疫系統(innate immune system)反應的重要基因，沒有這個基因，果蠅無法測知入侵的細菌感染，而無法與其對抗。而包特勒則在1998年在老鼠身上發現了類Toll 的受體 (Toll-like receptor)。在目前超過10以上的類Toll 的受體在人類的身上被發現。 他們的研究說明了先天免疫系統是如何的被啟動。

先天免疫系統是一種較早產生的機體防禦機制。它在植物、真菌、昆蟲和比較原始的多細胞生物中佔有主要的地位。脊椎動物的先天免疫系統的主要功能包括：

1.產生包括細胞因子等多種化學因子將免疫細胞召集到感染或炎症區域。
2.通過激活補體系統來促進清除死亡細胞或抗體-抗原複合物。
3.利用特化的白細胞來識別和消除在器官、組織、血液和淋巴中出現的外來物質。
4.通過抗原呈遞過程激活後天免疫系統。

史坦曼的貢獻是在1973年發現樹突細胞(dendritic cell)，並說明了這種系統是如何扮演溝通先天免疫跟後天免疫這兩個免疫系統的角色。樹突細胞是一種存在於哺乳動物的一種白血球。它存在於血液和暴露於環境中的組織中，如皮膚和鼻子、肺、胃和小腸的上皮組織。作用是調節對當前環境刺激的先天和後天免疫反應，能將抗原處理後展示給免疫系統的其他白細胞，故是一種抗原提示細胞。他們被活化時，會移至淋巴組織中與T細胞與B細胞互相作用，以刺激與控制適當的免疫反應。

下面的影片中的運動細胞即為樹突細胞(dendritic cell)，正吞食黑色素瘤細胞(標定紅色)。



諾貝爾委員會說，這三位得獎人的研究不但讓大家知道了，人體遭到病菌或微生物入侵以後，免疫系統是怎麼啟動的，同時也讓大家瞭解了疾病的機制。由於他們的研究，人類在預防和治療「感染、癌症和發炎」上才有了長足的進步。

細菌的終極細菌殺手- 蛭弧菌! Bdellovibrio attacking E.coli

在抗生素發現以前, 細菌感染是死亡一個很大的原因, 現在雖然有了不同的抗生素, 但是因為廣泛使用的結果, 越來越多的病菌開始可以對抗抗生素,變成了所謂的"超級細菌". 不過細菌也屬於自然生態的一部分, 所以除了他可以去入侵別人以外, 可以入侵細菌的生物也是存在的, 就是這影片介紹的蛭弧菌(Bdellovibrio). 這種細菌只有單根鞭毛, 可以利用轉動鞭毛做超快速度的游泳 . 在遇到要入侵的細菌的時候, 可以利用高速的鞭毛轉動, 把細菌的細胞壁鑽開進入細胞. 進入以後這樣這影片所看到的, 影片中綠色螢光標定的大腸桿菌, 小黑條就是蛭弧菌. 蛭弧菌會在大腸桿菌內慢慢長大把細菌內部吃光, 然後分裂成更多小蛭弧菌把大腸菌裂解掉, 然後再去找其他的細菌來吃. 因為這種細菌也長久的跟著他的"食物"(其他細菌)演化, 所以漸漸的把自己變成這麼特殊的細菌殺手. 很多有害的細菌像是綠膿桿菌或是沙門桿菌都可以被這種細菌吃掉,加上這種菌不會攻擊人細胞, 所以有一些科學家希望發展這種對付細菌的生物武器來彌補抗生素可能開始失效的情況, 做細菌級的生物防治!

單細胞3D運動力學! Cell forces in 3D

細胞的運動關係到很多重要的生理跟疾病過程,其中包括傷口的修復,癌症的轉移等. 但是對於細胞爬行的力學了解,目前因為細胞的培養環境跟量測技術,幾乎都是限制在一個平面上,能說的完整的故事還有限. 目前的標準做法是用把螢光粒子放入彈性的膠中, 再放上細胞在上面爬行, 然後利用追蹤螢光粒子的運動來反算細胞的施力情況. 但是這些研究結果因為是二維的, 總是會讓人有所懷疑. 這影片介紹目前最新的技術,能分析3D的力學情況.方法是在立體的膠中也放入螢光粒子然後在種上細胞, 對螢光粒子進行分析跟計算力學效應, 這樣的技術不容易因為要同時分析3D的運動資訊, 必須要有很快速的共軛焦顯微鏡才做得到. 其中的一個結果顯示細胞在運動的時候總是利用細胞跟基質附著的分子向細胞中心回拉, 越是能拉的大力的運動的也越快!
科學文獻

讓細胞坐電牢! Force field gadget becomes a prison cell for cells

一般的細胞在培養的時候會漸漸的改變細胞周圍的環境, 因為環境一直在變, 所以如果想清楚的知道某種藥物對細胞的影響並不容易. 現在開始有一些對單個細胞的操作方式, 例如用雷射光鉗抓住細胞, 來研究單顆細胞的動態. 這影片是介紹怎麼利用電場來把細胞關起來. 細胞跟細胞周圍的培養液流體都是介電質, 都可以被電場極化, 在合適的條件下, 細胞會被電極排斥, 往低電場密度的地方聚集, 這時稱為負介電泳. 影片中只要加上交流電場, 細胞就會被黑色的電極排斥. 所以利用這種原理可以在微流體中把細胞擋住讓細胞不流動. 也可以利用四個電極把細胞關在中間. 因為電場也會帶動電滲流, 所以周圍的流體會一直流動讓環境恆定. 研究人員宣稱這樣可以作為良好的細胞-藥物偵測平台. 不過實際上有很多問題待克服.

聽水蛭神經唱歌! Spontaneous activity in the isolated leech nervous

神經的溝通跟連接方式都還藏著很多秘密, 除了熟悉的哺乳類的腦以外, 其實在其他動有各種不同的神經設計. 不同的動物的神經網路結構就像不同的儀器有不同的線路設計一樣.有的是集中式有的是分散式. 水蛭的游泳行為在神經學上被研究很多, 像是用來分析神經的網路結構或是神經傳導物質的功用. 水蛭沒有大腦, 游泳的時候肌肉控制所需的調和神經訊號是由各個神經細胞互動激發的. 就像是電子線路裡的發振線路一樣. 這影片是介紹怎麼在解剖後分離水蛭神經來研究個別神經元的活動. 背景可以聽到很多批啪批啪的聲音, 那就是神經活動的個別電訊號轉成稱聲音後的樣子. 可以聽到這些被分離的神經細胞間會有一種同步激發的節奏, 每隔一段時間就會一起批啪批啪響. 這些訊號就是水蛭用來游泳的時候, 神經系統自己產生用來控制肌肉循序運動的訊號.

細菌基因的波浪舞! Bacteria make Mexican waves

大約在十年前, 利用基因工程的方式已經可以開始設計所謂的基因網路-經由操作子的回饋特性來控制某種蛋白質在菌體內濃度的隨時間的震盪. 現在這技術更上一層樓了! 科學家現在開始可以同步整個細菌族群的基因表現了! 經由利用送入的基因去影響細菌的聚量感應 (quorum sensing), 全部的細菌族群就會依照送入的基因網路而同步震盪. 影片中所展示的就是同步表現的螢光蛋白! 細菌基因表現就變得像跳波浪舞一樣了. 這樣的技術一方面是對群體細菌基因調控的進步, 另一方面也有可能為以後的定時藥物釋放的過程提供了可能的時間控制手段!

相關學術文獻

人工生命的發展過程! Craig Venter unveils "synthetic life"

在最小的生命研究上一直有兩種策略, 一種是利用簡單的細胞不停地把不必要的基因剔除, 直到找到最小可以支持自我複製生長的基因组. 另一種策略是全部的基因組都由人工來合成, 設計出可以自己複製生長的細胞. 兩種策略都各有優缺點, 剔除的方式要面對的是怎麼面對牽一髮動全身的基因組, 不同的剔除路徑可能中間有很多不能維持生命的中間基因組. 在全人工合成上, 首先要面對的就是怎麼有效正確的合成大分子的DNA, 接著是怎麼把合成出來的基因組放入當作容器的細胞並且激活. 這演講就是介紹以合成的路徑研究人員面對的多少技術困難最後可以順利合成百萬鹽基對的染色體, 然後順利放入細胞讓這些基因組真的開始工作. 裡面幾個關鍵的步驟是, 大量正確合成DNA, 分開的合成DNA怎麼被組裝成單一基因組, 同類細胞間的基因組要怎麼替換, 異類細胞間的基因組要怎麼替換. 還有就是面對處理甲基化跟限制酶對外來DNA的破壞. 這些工作花了參與的科學家15年的時間, 不過其依賴的技術基礎是整個分子生物的技術. 這樣的技術有危險性也有很多可能的應用方式, 像是在生物能源或是細胞疫苗工廠上, 希望這樣的技術會引導出很多能幫助人的科學進展.

生物關節修復! Kevin Stone: The bio-future of joint replacement

很多人自己或是家人朋友都有能會遇到關節問題. 可是目前並沒有完善的關節修復方式, 就算利用人工關節也常常有使用期限或是舒適的問題. 這影片介紹利用人或是動物的組織來修復人體組織的研究. 在使用人體的組織方面, 就像是其他的器官捐贈移植, 有一些不錯的例子說明有效, 可是組織來源太過稀少跟昂貴. 利用動物組織方面, 演講介紹分三類, 如果只是單純作為簡單的支持性結構的, 可以利用分離有用的生物物質, 像是軟骨膠質,然後放入合適的載體在植入人體. 如果要利用到完整組織的話, 就需要作一些去除免疫的酵素處理, 把抗原給去除掉, 像是韌帶就可以這樣做. 最後一種是利用人體的幹細胞跟動物組織的混合, 一方面有再生能力, 一方面可以利用動物組織給的環境條件引導幹細胞發育分化, 這些研究或許在以後可以對很多疾病還是生理缺陷有所幫助!

在表面爬的綠膿桿菌! Pseudomonas aeruginosa twitching motility YFP-PilU

細菌的運動方式是很多樣化的, 一般熟悉的大腸桿菌可以利用鞭毛來游泳, 像是有自己的螺旋槳一樣, 可以在水裡像是魚雷那樣橫衝直撞. 除了利用鞭毛的旋轉以外, 還有的細菌生長在表面上時是利用線毛 pili 來爬. 這影片是綠膿桿菌 Pseudomonas aeruginosauses 利用線毛在表面爬的情形. 這種細菌會伸出像是手一樣的線毛, 用這些線毛裝抓住表面, 然後利用細胞膜裡的ATPases 分子馬達, 把伸出去的線毛往回拉. 因為線毛已經附著在表面上了, 所以其實像是伸出很多手拉著自己前進那樣. 影片中這種一群綠膿桿菌形成的生物膜常常是感染的兇手, 因為一群細菌躲在自己分泌出來的黏液裡, 抗生素作用就有限. 其實除了運動之外, 線毛還有很多特別的用途, 像是最近有發現某些細菌可以利用線毛來導電, 然後氧化外面的礦物來得到能量. 所以也有一些人想要直接利用細菌線毛的這種性質來做電池.

用RNAi分解基因網路! RNAi in mouse Skin deep

科學實驗最基本也最通用的方式就是找出操作變因跟控制控制變因, 然後作實驗來驗證假設. 但是這樣的過程在生物基因研究上卻是漫長而辛苦的. 要改變一個基因去研究某些事情需要建立突變的動物系統. 常常需要花上很多錢, 時間跟研究生寶貴的的青春. 這幾年開始有利用RNAi的方式來作基因研究. 利用注入跟表現mRNA互補的RNA片段使mRNA降解, 讓某些基因失去作用, 作為一個快速的研究方式. 這影片介紹最近的研究可以在老鼠胚胎發育的階段注入帶有互補RNA的病毒給將要發育成皮膚的組織, 因為這種病毒有螢光標定, 所以可以追蹤到這些病毒到了哪些細胞組織. 研究人員利用之前找到150個在皮膚表現不同的基因, 經由這樣的方式, 可以關閉特定基因來研究這基因的功用. 這技術有很多好處, 一個是在發育階段注入, 所以只作用在特定範圍的組織細胞, 不會干擾這基因在其他細胞的功能. 一個是可以針對性地關閉特定基因, 讓整體的基因網路可以被快速研究. 以往有很多研究人員選擇了線蟲或是果蠅作為研究系統, 因為基因操作比小老鼠簡單的多. 利用這種新的技術, 在複雜的基因網路也有可能被快速定量研究喔!
學術文獻

吃掉煙麴黴孢子的白血球! neutrophil vs conidia

白血球可以經由吞噬作用來保護身體清除外來物, 簡單的說就是把入侵的外來物吃掉. 嗜中性球是白血球的一種, 細胞膜上有很多很多不同的受體可以感受特定化學物質的梯度去找到該作戰的地方, 當這些細胞的細胞膜接觸到物體的時候, 白血球細胞就會改變細胞骨骼的結構, 然後伸出細胞膜來把外界的東西吞進去. 吞進去以後會利用水解酶或是產生的活性氧物質, 例如雙氧水 H2O2, 去破壞吞進去的物質, 達到保衛身體的目的. 這影片是白血球是怎麼吃掉煙麴黴（A. fumigatus)分生孢子 conidia的過程, 影片是大約一個半小時的過程快速撥放. 可以很明顯的看到這白血球把碰到的圓圓一粒一粒的分生孢子通通吞進去. 其實很多細胞都有把外界物質吞進去細胞的能力.像黏菌吃大腸桿菌來過活那樣. 煙麴黴因為會造成感染,又容易吸入, 所以在肺泡的的白血球要很努力的工作把這些致病東西吃掉來保護人體.

學術文獻

用細菌來塗鴉拍照! E. coli Art

細菌除了會引起疾病以外, 也有很多正面的功能, 像人體就有數不清的共生菌來幫助消化或是保護組織.(細菌的細胞總數比人類細胞多的多) 現在細菌又多了一個功能了- 拿來拍照作畫! 研究人員把感光的蛋白跟大腸桿菌 E. coli本身的膜蛋白融合在一起,使大腸桿菌可以感光, 然後送入了另一段基因可以產生有顏色的化學物質. 這樣一來就可以利用光來控制這種物質的產生與否. 研究人員利用這種方式, 可以在養了大腸桿菌的培養皿上來拍照. 只是這時候的感光物質就是 E. coli本身, 而表現的顏色就是被光調控的的基因表現產物. 當然這種技術功能不是只用來拍照, 利用這種方式, 可以產生有空間解析度的化學物質分布, 可以想像某種化學物質的濃度跟分布可以經由光來控制, 這種技術有機會在組織工程上被使用或是用來產生特殊的材料.


學術文獻

修復器官的基因 ! Organ Repair

老化的社會是現代國家面臨的大問題之一. 怎麼讓人在年紀大了之後還有良好正常運作的器官也一直在被研究. 雖然關於老化有不同的理論想法被提出過, 一般的認識是細胞會累積傷害, 然後因為這些傷害, 細胞跟器官就會漸漸老化. 這影片介紹一種在老鼠的肝上所做的研究. 科學家把一段會移除肝細胞傷害的基因轉入一隻老鼠, 然後發現當這隻老鼠老了之後, 老鼠的肝臟年齡只有真實年齡的1/4. 雖然現在只被說明在小老鼠的肝上有用, 或許同樣的想法, 有特定的基因可以幫助特定細胞保持年輕, 也可以用在其他的器官上. 或許有一天可以幫助人即使年紀大了還是擁有健康的器官.

癌症的病毒療法 ! Cancer Killing Viruses

一直以來人們發現, 有些得癌症的病人再像是感冒的時候癌症的情況會好一些. 所以也一直有人在研究怎麼利用病毒來治療癌症. 病毒就就像分子武器一樣, 如果能送入身體, 針對癌細胞給予攻擊, 應該是很有效的治療方式. 但是病毒並不是設計用來對付癌症的, 所以文獻上的效果都很有限. 現在科學家開始利用基因改造來改變病毒的結構, 並在病毒上加了些螢光蛋白, 讓病毒的分布可以被追蹤. 希望這樣的研究方式可以找到最合適用來治療癌症的病毒, 運用到臨床上.

病毒電池! Virus Battery

電池是很多目前隨身電子用品發展的瓶頸, 相對於電子元件的進步, 電池進展卻慢的多. 要構成好的電池, 除了選對材料跟化學反應之外, 最重要的就是控制微觀的結構,可以在同樣的地方進行更多的反應或是讓反應都順利進行. 這影片介紹利用病毒當作金屬材料模板的方式來建立電池的微結構. 首先利用DNA序列篩選可能會跟金屬有作用的嗜菌體, 然後利用細菌來放大這些病毒的量, 在過程中添加各種合適的金屬. 然後某些病毒就會把這些金屬材料在自己身上組裝起來. 因為病毒的大小很小, 外觀也很有規則, 這種方式有可能可以產生很多一些其他方式難以產生的奈米結構, 或許有機會當作新一帶電池的材料!

結構照明-奈米螢光顯微術! Nanoscope peers beyond the limits of light

科學家尤其是生物學家, 對於利用顯微鏡來看清楚細胞總有無盡的要求. 這影片是介紹一種這一兩年才熟悉運作的顯微鏡技巧, 結構照明顯微術 structured illumination microscopy (SIM). 傳統的顯微鏡解析度受限於光的波長, 而這種技巧是利用了投射有結構的照明在物體上, 因為結構照明的輸入為已知, 只要綜合不同種照明的方式所得到的結果, 就可利用電腦反算物體３D構造, 可以得到以往得不到的解析度. 不過代價就是時間解析度不高. 目前這種技術可以看到40nm的螢光結構, 分辨相差100nm的結構. 影片最後展出的是看DNA在核膜中間的樣子. 影片裡提到或許這樣的技術有機會在活細胞上直接看出哪段染色體上DNA的基因被活化, 幫助了解老化跟疾病.

學術文獻

角膜細胞的爬行! Keratocyte Zebra fish Lamellipodia

一定很多人好奇, 為什麼人常常揉眼眼睛, 但是眼睛角膜不會像眼鏡一樣被刮的花花的. 這就要提到這影片的主角了, Keratocyte角膜細胞. 這種細胞是纖維母細胞的一種, 當角膜受傷的時候,　受傷的組織會發出化學訊號, 然後這種角膜細胞就會慢慢爬過去, 用自己身體把傷口修補起來. 因為這種細胞的爬行特性, 被很多生物學家跟生物物理學家當作細胞運動的一種模式細胞. 影片的主角就是正在爬行的斑馬魚角膜細胞. 移動的前端是層狀偽足 (Lamellipodia), 裡面有很多肌動蛋白(actin)在不停的聚合使得細胞往前進. 也可以看到細胞內部有很多物質在輸送,這些過程有些已經了解了, 但有很多還不了解. 欣賞一下細胞的運動吧.

老鼠腦開機器人! Robot with a rat brain

神經科學到底會引領人走向什麼樣的未來呢? 有些像科幻的情節其實已經漸漸實現了. 這影片是介紹利用培養的老鼠腦細胞來控制機器人. 腦細胞從幼鼠取出來後, 被養在有很多表面電極的的培養器上, 當細胞慢慢生長, 就會開始互相溝, 通形成神經網路. 而研究人員就利用電極把把腦細胞的電訊號取出, 成了一種真正的神經網路. 只要加以回饋, 這樣的神經網路有處理資訊的能力, 影片中是展示用來控制配備超音波感測器的機器人. 大約三十萬個腦細胞一起工作, 當要碰到牆時, 腦細胞就根據感測器的訊號來控制轉彎, 可以讓機器人都不碰到牆壁. 這種真正的神經網路可以用來研究神經網路的運作或是拿來當作另一種控制器!