人脑
长期以来,大脑的复杂性使大脑陷入困境,这可能是卡尔·萨根(Carl Sagan)在“宇宙”中总结的,当他说:“大脑在很小的空间中是一个很大的地方。”借助现代技术,科学家在神经元及其数十亿个联系的纠缠中,越来越近距离地凝视着。这是从上古到当今的大脑看起来像大脑的样子。
心灵的肖像
在《思想肖像:从上古到21世纪的大脑》(Abrams 2010)的书中,令人惊讶的图像既揭示了大脑的复杂性和美丽。随着大脑成像技术的到线,科学家有了新的观察和解释大脑的方法。查看本书中的一些惊人照片。
犬香
这张1875年的图纸显示了狗的嗅球,使用以卡米洛·高尔基(Camillo Golgi)命名的染色方法完成,其中某些化学物质被注入神经组织中,因此可以看到它们。有人说,它在研究脑组织中的应用代表了现代神经科学的开始。
滴树枝状
尽管体内的所有细胞都持有相同的基因组,但只有一组特定的基因在各种细胞中被打开。每种类型的神经元都会在定义其特征的基因集上开关。
在这张照片中,已经打开了一个称为JAM-B的基因,然后打开荧光蛋白以揭示一小组脑细胞。最终的图像表明,所有称为树突的神经元的投影都朝着相同的方向对齐。此外,已知这些视网膜神经元仅检测到向上移动的物体。
巴洛克血管
扫描电子显微镜(SEM)图像放大了巴洛克式分支结构,这些结构将血液传播到人脑的皮质中。组织血管使大型血管围绕着大脑的表面(图像的顶部),将细而密集的投影向下发送到皮质深处(图像的底部)。
中风的视图
一种称为扩散MRI(磁共振成像)的大脑成像方法在神经科学领域相对较新,尽管它显示出作为诊断工具的希望。在这里,从丘脑和中脑遭受中风的患者的大脑中拍摄的图像,导致某些轴突损坏(有些在图像的底部可见)。
小鼠大脑
小鼠海马的横截面(大脑的记忆中心之一)揭示了其复杂的神经元网络,其躯体被显示为小圆圈。这里可以看到海马直接坐落在新皮层下方,这是脑半球的外层。
刺神经元
大多数神经元有三个部分:轴突,一个称为躯体和树突的细胞体。该扫描电子显微镜(SEM)图像显示了一个带有树突(及其脊柱)的躯体。为了创建SEM图像,将一束电子束在样品的表面上扫描,检测器会跟踪电子从其表面弹跳以揭示样品的外部形状。
艺术性的脑细胞
在这里,示出了小脑中两种类型的细胞:胶质神经元和浦肯野神经元。可以区分细胞,因为一种依赖人体免疫系统及其抗体的方法 - 识别并锁定在“异物”上的蛋白质。现在,生物学家使用抗体来揭示大脑中某些蛋白质的位置。在这里,红色是在神经胶质细胞中发现的蛋白质的抗体染色,而绿色则揭示了一种称为IP3的蛋白质,其中purkinje神经元是chockfull。
给我的小脑着色
彩色斑点揭示了由小脑轴突形成的所谓的突触前终端或神经元信号的连接处。
脑弓
虽然高尔基的染色方法确实想知道发现隐藏在神经元缠结中的结构,但它无法区分以相同颜色照亮的个别脑细胞。
输入一些名为Brainbow:Robert Tsien和其他化学家的遗传骗局,并发现并发现了负责各种海洋生物(例如珊瑚和水母)发出的不同颜色的荧光蛋白。通过哄骗不同的神经元,甚至是某个物种(例如雄性和女性)的不同个体来表达不同的蛋白质,科学家可以通过发光的颜色挑选细胞。
在这里,几个运动神经元轴突(对神经元传输信号的细长预测)并排移动,它们会导致其调节的肌肉。