把大脑看穿
更换脂肪分子,让小鼠器官通体透明
为了迎接大脑成像领域的巨大进步,科学家们只需要去除脂肪。洗掉不透光的脂肪分子,就会让小鼠大脑变得几乎完全透明了,同时脑结构和差不多所有的重要特征还得以保留。研究人员在2013年4月10日的《自然》(Nature)杂志上报告了这个成果。
“这种新方法能帮助研究人员进行全脑成像和脑内的线路组成,同时还能做精细的分子和细胞分析。”克雷·里德(Clay Reid)说,他是哈佛大学和位于西雅图的艾伦脑科学研究所(Allen Institute for Brain Science)的神经生物学家。并未参与该项研究的里德说,“这篇论文很好看,很多人都想用这种技术。”
图片权利和来源(IMAGE CREDIT):B.G.Wilhelm et al/Science 2011
一项新技术可以让小鼠大脑变成透明的,让研究人员更方便观察神经元(绿色)是如何连接的。
一般情况下,研究人员为了仔细地观察细胞和分子结构,要切出薄薄的大脑切片,但这样做,就无从了解神经元是如何与远处的脑区进行连接的。另外,利用光学显微镜观察全脑存在隐患。
光不能照亮器官内部,主要是因为脂质(这是一类含有脂肪的分子)能阻断并驱散光。脂质有助于维持大脑的结构,移除脂质会造成大脑解体。斯坦福大学的卡尔·戴瑟罗斯(Karl Deisseroth)和同事设计出了一种方法,尽量减少那些权衡取舍。他们把小鼠的大脑拿出来,放在一种含有类似塑料物的化学溶液里。加热后,化学混合物就变成了透明的胶状物,像胶一样把大脑除脂质之外的各个部分粘在一起。接着研究人员用清洁剂冲洗大脑,结果,大脑变成透明的了,但神经元、神经连接、蛋白质,DNA以及其他重要的结构则依然如故。大脑是如此透明,因此研究人员能用显微镜来观察神经元和神经纤维这些精巧的细节构造。科学家利用给某些类型的分子染色或是让它们发光的标记技术,也能测量大脑里特定分子的水平。