脑力

化学教授的NSF职业资助项目为实验室中代表性不足的学生提供了更高水平的研究机会

年代科学家们早就知道,大脑中的化学信号在我们的一切行为中起着重要作用;基本上,决定我们的思想和身体如何工作或不工作。虽然几十年的研究表明,大脑中被称为神经递质的微小分子的运动影响着行为和疾病,但由于绘图工具缺乏足够的分辨率,在单细胞水平上对这种传递过程的理解仍然存在空白。

Chemistry Professor Glen O'Neil, recipient of an NSF CAREER grant, at work in his lab.
化学教授格伦·奥尼尔在他的实验室工作,他是美国国家科学基金会职业基金的获得者。

这就是火狐体育助理化学教授格伦·奥尼尔和他实验室的学生们的切入点。O 'Neil正在着手一项为期五年、价值500,280美元的美国国家科学基金会(NSF)职业基金,用于开发利用半导体和光传感器的工具,这些工具将产生更高分辨率的化学图像,以帮助科学家更好地了解细胞内部和周围的神经传递。这项研究最近还为他赢得了科学进步研究公司10万美元的科特雷尔奖学金。

奥尼尔解释说:“在单细胞水平上,神经递质离开细胞后发生了什么,我们仍然没有清楚的了解,因为神经元非常小,这个过程发生得非常快。”“我们想要绘制出神经传递发生的地点和时间,以及为什么它发生在某些位置。我们希望创造工具来帮助我们回答这些基本问题。”

O’Neil works on chemistry experiments with senior Kelly Obrzut (center) and junior Katherine Schaffer (right) in his lab. Schaffer is part of the team working to create tools to measure neurotransmitter pathways.
奥尼尔在实验室里与高年级学生凯利·奥布祖特(中)和低年级学生凯瑟琳·谢弗(右)一起做化学实验。Schaffer是团队的一员,致力于创造测量神经递质通路的工具。

奥尼尔提出的国家科学基金会职业基金的建议包括让代表性不足的学生加入实验室,以及通过让社区大学转校生参与更高水平的研究来提高他们的保留率。六名学生正在进行这项研究,其中五名是女性,其中一些是转校生,他计划招收更多的学生。

他说:“我们的想法是,成为实验室的一员将帮助转校生过渡到大学,帮助他们适应并感受到联系,这样他们就会坚持下去。”“学生们将在这个项目中进行实验。”

奥尼尔和他的学生们专注于绘制一种神经递质——多巴胺的图谱。多巴胺在大脑中起着奖赏系统的作用,在成瘾、精神分裂症和帕金森症等疾病中起着重要作用。

“我们希望能够理解这些信号。如果我们能做到这一点,也许我们最终可以开发出帮助人们的治疗步骤。”

O’Neil works with senior Frank Rabboh, who is working on a grant of his own from the New Jersey Space Grant Consortium to develop 3D printed sensors that could be used on a long-term space mission.
奥尼尔与高级弗兰克·拉博(Frank Rabboh)合作,后者正在新泽西太空资助联盟(New Jersey Space grant Consortium)获得自己的资助,开发可用于长期太空任务的3D打印传感器。

该小组利用太阳能转换的典型材料,用硅和金纳米粒子制造多巴胺传感器,硅被用于太阳能电池板。最终目标是在这些传感器上培养神经元,并实时成像多巴胺的释放。

“目前基础技术的问题是太慢了。我们看不到事情的发展方向。测量速度更快的工具没有所需的空间分辨率,而具有高空间分辨率的工具测量速度不够快。因此,我们正在努力在实验室开发速度更快、分辨率更高的传感器。”奥尼尔说。

“我们正在使用一个模型生物系统;并不是我们可以研究帕金森患者的神经元。希望以后,如果这项技术像我希望的那样有效,我们可以将其应用于更复杂的生物系统。”

凯瑟琳·谢弗(Katherine Schaffer)是一名来自长谷的大三通勤学生,她从莫里斯县学院(County College of Morris)转学到火狐体育(Montclair State),她说自己很幸运能上奥尼尔的分析化学课,这让她参与了这个项目。

Glen O'Neil

她说:“这是一项非常有趣的研究,这是一个很酷的想法。”“奥尼尔博士是实验室里的好榜样。”

来自Totowa的第一代大学生Frank Rabboh正在奥尼尔的实验室工作,他自己也获得了新泽西太空资助联盟的资助,开发可用于长期太空任务的3D打印传感器。奥尼尔鼓励他申请资助,这让他有机会在实验室工作,而不是另谋出路。

“在实验室工作真是太棒了,”拉博说。“这个学期,我每周在这里呆三天,每天8小时,做深入的研究。这让我们对研究领域大开眼界。”

在这个项目中接受培训的学生正在学习最先进的制造、分析、测量和表征技能,O 'Neil说,这些技能在他们进入职场或研究生院时将很有用。

科学与数学学院院长劳拉·比林斯说:“奥尼尔博士是一位重视研究和教育的学术榜样,我们为他所做的工作感到自豪,他在实验室中包括了代表性不足的学生。”“他的努力是火狐体育如何在为我们的学生提供STEM教育机会和卓越方面处于领先地位的一个很好的例子。”

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