史丹佛大學新科技使大腦透明化 史丹佛大學新科技使大腦透明化

史丹佛大學新科技使大腦透明化

史丹佛大學新科技使大腦透明化

一項新的實驗室技術使科學家能夠製作出人體器官(例如大腦)的精美、完整的圖像。

一個工程師團隊開發出一種方法,可以將哺乳動物(例如實驗小鼠或捐贈給科學研究的人體遺體)的器官轉化為透明器官。一旦器官變得透明,科學家就可以在其表面上添加化學物質,這些化學物質會附著並突出顯示特定特徵,例如不同的細胞類型。最終,科學家可以觀察並研究一個完整的器官。

由於這種視覺化方法非常適合進行全器官研究,這並非科學家首次嘗試製作透明大腦。 CLARITY 的開發者在今天發表於《自然》雜誌的一篇論文中寫道,這項名為 CLARITY 的新技術與化學標記結合使用效果更佳,速度也比以往的技術更快。

為了展示他們的技術,這些來自史丹佛大學的工程師們對一些小鼠大腦進行了成像:

Chung 和 Karl Deisseroth,霍華休斯醫學研究所/史丹佛大學
鄭光勳和卡爾戴瑟羅斯,霍華休斯醫學研究所/史丹佛大學

或觀看這段自然頻道的視頻,欣賞更多圖片以及一些旋轉鏡頭:

透明的大腦

製作這些圖像需要八天。史丹佛大學的研究人員首先將水凝膠溶液注入小鼠大腦。然後,他們將凝膠和大腦放入培養箱中使其凝固。 (就像製作果凍一樣!只不過,在這種情況下,凝固需要更高的溫度,而不是更低的溫度。)

這種凝固的凝膠與大腦中的大部分結構結合,並為其提供物理支撐。然而,它並不與大腦中的脂質或脂肪結合。這些脂肪是不透明的,包裹著每個細胞。當研究人員去除這些未結合的脂肪後,他們便能清楚地看到其他所有結構,它們都被凝固在了原位。例如,原本嵌入細胞膜中的蛋白質以及從神經元延伸出來的小棘都仍然存在。

此時,研究人員可以添加不同的分子來為他們想要研究的大腦部分著色,然後在光學顯微鏡下觀察整個大腦。