日本大阪大學(xué)和日本東北大學(xué)2016年5月18日宣布，開發(fā)出了可高速自動追蹤移動觀察對象，能向特定神經(jīng)細(xì)胞照射特定波長的光對其施加刺激的機器人顯微鏡“OSaCaBeN”。并且，研究人員還利用OSaCaBeN發(fā)現(xiàn)，行動中的秀麗隱桿線蟲(C.elegans)的多個多巴胺細(xì)胞的性質(zhì)是不同的。

　　OSaCaBeN(Optogenetic Stimulation Associated with Calcium imaging for Behaving Nematode)能夠以0.02秒為單位自動追蹤在水平面上自由移動的生物，利用熒光測定多個神經(jīng)活動。另外，還可利用投影映射技術(shù)(Projection Mapping)，以“瞄準(zhǔn)射擊”方式刺激多個神經(jīng)活動。通過事先調(diào)整照明裝置和照射區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系，能夠以10μm以下的控制分辨率來區(qū)別運動生物的相鄰神經(jīng)細(xì)胞實施照射。

　　自動追蹤采用了HAWK VISION的視覺跟蹤載物臺，投影映射采用的是ASKA COMPANY開發(fā)的多點獨立光刺激裝置MiLSS。

　　研究小組此次用OSaCaBeN計測了秀麗隱桿線蟲頭部3處及尾部1處的多巴胺細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)只有頭部背側(cè)1處(CEPD)的多巴胺細(xì)胞對餌料有強烈的持續(xù)反應(yīng)。利用投影映射技術(shù)只瞄準(zhǔn)射擊該細(xì)胞時，便可引起與線蟲向餌料層移動時相同的行動變化。

　　近年來的研究逐步發(fā)現(xiàn)，多巴胺細(xì)胞根據(jù)神經(jīng)活動的特點被劃分為多個群組。利用OSaCaBeN，有望查明多巴胺被劃分為多個功能性群組的機制。另外，OSaCaBeN還可用于秀麗隱桿線蟲以外的小動物，有助于從多種角度查明腦部活動與行動之間的關(guān)系。

“OSaCaBeN”的示意圖（左）、秀麗隱桿線蟲的多巴胺細(xì)胞的活動向餌料層內(nèi)移動時，頭部背側(cè)的CEPD細(xì)胞活動最大（右）