新技術可“照亮”小鼠大腦內部

2019年02月12日08:39  來源:科技日報
 
原標題:新技術可“照亮”小鼠大腦內部

  據英國《自然》雜志近日發表的一項研究,日本科學家使用一種名為CUBIC-X的技術繪制了一張小鼠大腦圖譜,該技術不但使組織像玻璃一樣透明清楚,還可將其膨脹至其原始尺寸的十倍。這一新成果為人類窺探生物系統的內部運作,提供了前所未有的機會。

  神經科學對組織清除技術有很高的訴求,這是因為在實際研究中,很多時候無法追蹤大腦中軸突和樹突的蜿蜒路徑。一直以來,常規作法是科學家對標記的腦組織切片連續成像,然后再通過計算機三維重建。不過其缺點也十分突出——過程太緩慢。一般來講,利用顯微鏡要花上幾個星期才能成像小鼠大腦中的回路,而構建出來的圖譜質量,則取決於輸入數據的質量。

  近年來,讓組織“透明化”然后將其完整地成像,是一種理想的辦法,但這要伴隨分子試劑、遺傳策略和成像技術多方面的進步才能實現,亦因此,想要“照亮大腦內部”十分不易。

  而此次,日本RIKEN生物系統動力學研究中心的上田泰己帶領團隊,採用化學方法標記了大腦中的每個細胞,將大腦“透明化”,並與此同時將其尺寸擴大了10倍。研究團隊還利用精密成像技術對神經元進行三維重建,總計約7200萬個細胞。他們所得的圖譜,將大腦縮小為一個簡潔的細胞位置數據庫,可以研究不同大腦區域的具體變化。

  研究人員表示,這類方法的應用正不斷擴展,CUBIC-X技術是其中之一。這類技術可以對生物體組織進行清除,使原本不透明的組織變透明﹔還可以在清除組織的同時將器官按比例放大,讓更多細節暴露在傳統顯微鏡下。其利用現成的化學物質為科學家們打開了一扇大門,讓人們不僅可以觀察大腦,還可以觀察其他任何一個器官。(記者張夢然)

  總編輯圈點

  也曾無數次設想過,如果人的器官和大腦是透明的會怎樣。要是一切一望便知,就不會有什麼小病拖成大病的悲劇,也不會有什麼苦苦探索大腦秘密而不得的艱辛。人類與疾病斗爭時,也終於不再是“我明敵暗”,而是能更精准地出擊。如今,用CUBIC-X技術,小鼠的大腦得以“透明化”,尺寸還能擴大十倍,為科研人員的深入研究鋪平了道路。現形吧,大腦!這樣的技術,照亮的不僅是大腦或者器官內部,更是人類生命醫學的未來。

(責編:郝孟佳、熊旭)

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