新技术可“照亮”小鼠大脑内部

2019-02-12 16:09:41 来源: 科技日报

据英国《自然》杂志近日发表的一项研究,日本科学家使用一种名为CUBIC-X的技术绘制了一张小鼠大脑图谱,该技术不但使组织像玻璃一样透明清楚,还可将其膨胀至其原始尺寸的十倍。这一新成果为人类窥探生物系统的内部运作,提供了前所未有的机会。

神经科学对组织清除技术有很高的诉求,这是因为在实际研究中,很多时候无法追踪大脑中轴突和树突的蜿蜒路径。一直以来,常规作法是科学家对标记的脑组织切片连续成像,然后再通过计算机三维重建。不过其缺点也十分突出——过程太缓慢。一般来讲,利用显微镜要花上几个星期才能成像小鼠大脑中的回路,而构建出来的图谱质量,则取决于输入数据的质量。

近年来,让组织“透明化”然后将其完整地成像,是一种理想的办法,但这要伴随分子试剂、遗传策略和成像技术多方面的进步才能实现,亦因此,想要“照亮大脑内部”十分不易。

而此次,日本RIKEN生物系统动力学研究中心的上田泰己带领团队,采用化学方法标记了大脑中的每个细胞,将大脑“透明化”,并与此同时将其尺寸扩大了10倍。研究团队还利用精密成像技术对神经元进行三维重建,总计约7200万个细胞。他们所得的图谱,将大脑缩小为一个简洁的细胞位置数据库,可以研究不同大脑区域的具体变化。

研究人员表示,这类方法的应用正不断扩展,CUBIC-X技术是其中之一。这类技术可以对生物体组织进行清除,使原本不透明的组织变透明;还可以在清除组织的同时将器官按比例放大,让更多细节暴露在传统显微镜下。其利用现成的化学物质为科学家们打开了一扇大门,让人们不仅可以观察大脑,还可以观察其他任何一个器官。(记者张梦然)

总编辑圈点

也曾无数次设想过,如果人的器官和大脑是透明的会怎样。要是一切一望便知,就不会有什么小病拖成大病的悲剧,也不会有什么苦苦探索大脑秘密而不得的艰辛。人类与疾病斗争时,也终于不再是“我明敌暗”,而是能更精准地出击。如今,用CUBIC-X技术,小鼠的大脑得以“透明化”,尺寸还能扩大十倍,为科研人员的深入研究铺平了道路。现形吧,大脑!这样的技术,照亮的不仅是大脑或者器官内部,更是人类生命医学的未来。

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