天文学家建造了新的望远镜并凝视着夜空，看看他们可能会发现什么。Janelia Group 负责人 Abraham Beyene 在研究构成人脑的细胞时采用了类似的方法。

Beyene 和他的团队设计并合成了新型的高度敏感的生物传感器，他们用来观察神经元，看看他们能学到什么。

“现在有了这个新工具，它可以帮助我们进行以前从未做过的测量，我们进入实验室并部署这项技术，看看会发生什么，”Beyene 说。“你看到的是一些真正有趣的现象开始出现，你甚至还没有开始考虑。”

Beyene 和他的团队将这种方法与他们的新型合成纳米传感器一起使用，该传感器旨在以亚细胞分辨率捕获整个神经元中的多巴胺释放。生物传感器连接到称为 DopaFilm 的 2D 纳米薄膜上，然后神经元在薄膜上生长。当神经元释放神经递质多巴胺时，化学物质会落在薄膜上，使其变亮。然后，该团队使用定制的显微镜来捕捉这种增亮现象，使他们能够可视化神经元任何部分的多巴胺释放，并制作电影来捕捉释放和扩散出来的化学物质。

在神经元之间发送信号的神经递质通常是从轴突释放出来的，轴突是从神经元的胞体或细胞体脱落的长链。但是一些神经递质，如多巴胺，也会从胞体及其树突中释放出来——树状结构从它放射出来。虽然之前的研究表明多巴胺是从胞体和树突中释放出来的，但传统的方法无法很好地了解这种情况发生的确切位置或方式。

传统的生物传感器使用针对神经元外膜的蛋白质，使科学家只能观察细胞特定点发生的情况。但 Beyene 的纳米传感器固定在二维表面上，可以记录整个神经元中神经化学物质的释放。该传感器还对多巴胺表现出极高的敏感性，使其能够检测到细胞发出的最微弱的化学信号。

这些特征使团队能够以前所未有的细节捕捉多巴胺的释放。这项新技术使他们能够获得轴突释放多巴胺的高分辨率图像，并首次看到这种重要的神经递质从树突上的特定位置释放。

他们的工作发表在eLife上的一篇新论文中，让科学家们有机会重新审视树突释放的多巴胺，并表明这些结构在大脑计算中的作用可能比以前想象的要大。

“我们能够制作电影，在其中捕捉化学物质释放和扩散时的全部空间和时间范围，这是以前从未做过的。然后我们利用这种能力来研究多巴胺的树突状释放，这已经没有被完全描述和很好理解，”Beyene 说。

Beyene 说，虽然这项新工作回答了一些问题，但它也提出了新的问题，例如为什么一些树突释放多巴胺而另一些则保持沉默。他希望他们的发现能够促使神经科学家对大脑中的多巴胺神经元进行新的研究。

“由于大多数工具都难以对树突的释放进行良好的测量和可视化，因此尚未充分探索树突状多巴胺释放在多巴胺神经元进行的更大计算中的潜在作用。希望这项研究将为研究人员提供动力再看一眼，”Beyene 说。