你在上面视频中看到的那些细小的线是单个神经细胞。直到现在，科学家们还无法在完整的小鼠大脑中看到它们的位置。
但一项新技术现在可以使小型动物的整个身体透明，从而使科学家能够追踪从鼻子到尾巴的神经细胞和血管的路径。这项新工具于今日在 Nature Methods 上 发表，是第一个能如此详细地观察完整身体中单个细胞的工具。
“现在……我们可以以高分辨率观察整只小鼠的布线，”合著者、慕尼黑路德维希·马克西米利安大学的神经科学家 Ali Ertürk 说。这将使研究人员能够更好地了解神经系统是如何组装的，以及损伤或疾病如何扰乱这种电路。
通常，科学家可以使用 MRI 等技术以低分辨率查看整个器官，或者将微小的组织切成薄片，然后在显微镜下详细观察很小的区域。但将组织切成薄片非常耗时，并且无法捕捉到神经系统的全部复杂性，因为神经元的细胞通常太长，无法放入组织切片中。
“这通常足以研究肿瘤细胞或炎症细胞，因为它们是小圆圈……但神经元不是这样的，”Ertürk 说。“你看不到完整的画面，你是在剪断电线。”
使用他和他的同事称之为“ultimate DISCO”或 uDISCO 的新方法，这些电线可以完整地、原位地进行观察。Ertürk 将这个过程比作学习墙壁里的管道是如何组织的，方法是让所有东西都变成玻璃，然后用彩色水填充管道。
要使用 uDISCO 使死老鼠变得透明，动物会被浸泡在溶液中，这些溶液会去除其组织中的水分和脂质，留下一个玻璃状的骨架。这个过程还会使啮齿动物的身体缩小高达 65%，使它们更容易放在显微镜下，并使组织变硬但具有柔韧性，便于定位。
对于经过基因工程改造以携带荧光蛋白的啮齿动物，在显微镜下观察可以提供研究人员选择照亮的目标细胞或区域的高分辨率图像。
此前，Ertürk 和他的同事们开发了一种类似的技术，称为 3DISCO（溶剂清除器官的三维成像）。3DISCO 可以在几个小时内清除小鼠大脑或脊髓，但溶液会迅速损坏发光蛋白。要使整只小鼠透明需要数天时间，届时已经没有任何信号可以照亮清除后的组织了。
“它们会破坏这种荧光颜色，”Ertürk 说。“所以基本上我们会让（小鼠）透明，但最后我们会失去里面描绘的东西。”
uDISCO 可以保存身体内的荧光蛋白数月，从而可以清除和观察整个啮齿动物。整个过程大约需要八天。相比之下，Ertürk 说，使用电子显微镜从组织切片中绘制小鼠大脑图谱需要大约 50 年，绘制人脑图谱需要 1000 年。
他希望最终能用 uDISCO 绘制出整个人脑的图谱。Ertürk 和他的同事们还计划应用 uDISCO 来研究脑损伤或精神疾病如何影响身体的其余部分。另一个用途是追踪肿瘤中转移细胞的路径，或了解移植的干细胞如何迁移到身体的不当区域。使用 uDISCO 创建整个啮齿动物的图谱甚至可以减少未来研究中使用的实验动物的数量。
通过 uDISCO，科学家还可以比较健康小鼠和患有阿尔茨海默病样疾病小鼠的神经系统外观。“这将为我们提供关于错误布线是如何发生的线索，”Ertürk 说。“以及我们如何纠正它。”
