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透视大脑揭示细胞如何连接

  • 2011-09-08
  • Armanda
以黑白图案为背景拍摄的两个胚胎的照片。将右侧胚胎在 ScaleA2 溶液中孵育 2 周。该溶液会阻止胚胎中的光散射,但不会阻止光吸收,因此肝脏和眼睛中的色素沉着仍然可见。 (图片来源:Hama 等人,Nat. Neuro.,2011。)

小鼠大脑某一部分的脑细胞和血管图像。血管是红色的,脑细胞是绿色的。(图片来源:Hama 等人,Nat. Neuro.,2011。)

借助一项新技术,科学家们可以比以往任何时候都更深入地了解大脑,该技术使他们能够使组织变得透明。

日本理化学研究所脑科学研究所的研究员 Atsushi Miyawaki 在一份声明中表示:“我们目前的实验主要集中在小鼠大脑上,但应用并不局限于小鼠,也不限于大脑。” “我们设想使用 Sca我e 对心脏、肌肉和肾脏等其他器官以及灵长类动物和人类活检样本的组织的影响。”

可视化组织

使用专门设计的显微镜和 Scale 试剂使小鼠大脑变得透明,研究人员能够看到整个海马体和大脑皮层用荧光标记的神经元组,并在 3 维上重建连接。(图片来源:Hama 等人,Nat. Neuro.,2011。)

与之前使组织透明的技术不同,Sca我e 使用简单的液体,不会干扰科学家用来突出某些组织的荧光染料。

“越来越多的研究人员有兴趣获得大规模荧光结构的重建,”宫胁在一封电子邮件中告诉《生活科学》。“Sca我该技术使生物样本透明,同时保留荧光信号,因此非常有用。”

通过用不同的荧光颜色标记特定类型的细胞,研究人员可以看到它们在组织内如何相互作用。斯卡我该技术可以与“2007年开发,用90种不同颜色标记脑细胞;这两种技术将可视化不同类型的脑细胞如何在三个维度(而不是两个维度)中相互作用。

这种治疗还使研究人员能够看到组织深处——最远可达大脑 0.15 英寸(4 毫米)——这一距离仅受当前显微镜在不同深度“观察”的能力的限制,研究人员希望这种能力在不久的将来得到改善。

该试剂使小鼠大脑变得半透明,透过清晰的大脑看到黑白背景,激光穿过脑组织。(图片来源:Hama 等人,Nat. Neuro.,2011。)

透明的未来

他们目前正在研究解剖学老鼠的大脑。他们还在致力于开发一种可用于活体样本的类似技术,尽管这种技术无法到达组织中那么深的地方。

宫胁说:“我们目前正在研究另一种更温和的候选试剂,它将使我们能够以同样的方式研究活体组织,但透明度稍低。” “这将为以前不可能进行的实验打开大门。”

该研究于 8 月 30 日发表在《自然神经科学》杂志上。

您可以在 Twitter 上关注 LiveScience 特约撰稿人 Jennifer Welsh @微恋者。在 Twitter 上关注 LiveScience,了解最新的科学新闻和发现@生活科学等等Facebook。

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