透過在奈米尺度上捕捉腦細胞的細節，研究人員發現了證據表明，患有這種疾病的人的神經元厚度和曲率可能有獨特的差異，甚至可能解釋它們的一些症狀。
這項發現來自對少數捐贈者的分析，距離證明對比神經細胞結構如何解釋神經系統疾病還有很長的路要走。
但隨著我們對這些不尋常特徵的了解不斷加深，它可能會帶來更好的治療方法，幫助給幾千萬世界各地的生活品質更高。
這項研究由日本東海大學的研究人員領導，利用了兩種不同的 X 射線顯微鏡技術，其中一種是在SPring-8光源一個位於日本，另一個位於美國能源部先進光子源（APS）。
這兩種粒子都在所謂的同步加速器中沿著彎曲路徑加速粒子，使它們在光譜的 X 射線部分中釋放出短波長的電磁輻射。
使用 X 射線作為輻射源來拍攝神經元等微小物體的精細細節可能是一把雙面刃。
一方面，它們的緊密波長正好可以捕捉細胞膜的每一個彎曲和編織。 APS 的分辨率可低至 10 奈米，這一尺度使其非常接近揭示細胞膜上各個蛋白質通道的紋理。
從足夠的角度觀察，可以將神經元重建為高清三維地形。
不幸的是，儘管神經元很小，但它們也很長。 當你需要沿著他們身體的整個毫米爬行時，追蹤他們表面的每一個凸起都是一項乏味的工作。
“樣本必須穿過 X 射線束才能追蹤樣本中的神經元，”說文森‧德‧安德拉德 (Vincent De Andrade)，阿貢 X 射線科學部門的物理學家。
“我們的 X 射線顯微鏡的視野約為 50 微米，大約是人類頭髮的寬度，你需要在幾毫米範圍內跟踪這些神經元。”
研究小組從四名被診斷患有精神分裂症的死者和四名未患精神分裂症的死者的大腦選定部分採集了組織樣本，並使用兩種不同的同步加速器設施進行了掃描神經細胞的繁瑣工作。
這些圖像被組合起來，將神經元重建為數位模型，這有助於形成一個更大的數據集，可以進行統計比較和對比，以尋找顯著的特徵。
他們發現，從統計學上講，精神分裂症患者與非精神分裂症患者相比，遠離神經元體的細胞特徵的厚度和曲率有顯著差異。
這些變化可能會影響神經元如何沿其長度傳遞訊息，這可能在某種程度上解釋了這種疾病的特徵，這種疾病最嚴重的形式包括幻覺、運動控制障礙和妄想。
究竟是什麼導致了細胞幾何結構的這種偏差，或者這些變化是否一直延伸到神經元的突觸“腳趾”，將需要比當前一代同步加速器能夠處理的更多細節。
當APS 獲得 8.15 億美元升級在接下來的幾年裡，它將產生比目前發射的遠 X 射線束亮 500 倍的遠 X 射線束。
“APS 升級將提高成像的靈敏度和分辨率，使繪製大腦神經元的過程更快、更精確。”說來自安德拉德.
“我們需要超過 10 奈米的分辨率來捕獲突觸連接，這是全面繪製神經元圖譜的聖杯，而這些應該可以通過升級來實現。”
拼湊精神分裂症發展背後的機制是一個複雜的過程，需要先進的成像和計算技術。
我們逐漸明白多種遺傳和環境因素當孩子還在子宮裡時，大腦就會發生變化，隨著孩子長大成人，大腦也會持續改變。
如果有辦法能夠及早發現和治療這種情況，我們就可以幫助限制甚至阻止可能使人們面臨嚴重精神疾病風險的最壞特徵。
這項研究發表於轉化精神病學。
