从X射线到MRI,医生总能通过找到新的观察身体的方式来了解很多关于身体的信息。多年来,研究人员一直在努力寻找一种方法来观察大脑内部,以更好地了解不同结构是如何协同工作的。现在,一支日本研究团队开发了一种方法,可能有助于解答关于阿尔茨海默病等疾病的问题。一项关于这项新技术的研究今天发表在《自然神经科学》杂志上。
“虽然超人的X射线视觉只存在于漫画中,但我们称之为ScaleS的方法是一种真实而实用的穿透大脑和身体组织的方法,”该研究的作者之一 Atsushi Miyawaki 在新闻稿中说道。
科学家们通常会对组织进行清晰化和染色以了解身体如何工作。化学物质使皮肤和外部组织变得不可见,并对感兴趣的结构进行染色。但这些化学物质往往会损害研究人员最初试图研究的精细结构。
ScaleS技术使用两种化学物质来清晰化组织:山梨糖醇,一种存在于水果、玉米和海藻中的甜味糖醇;以及尿素,一种人体通常通过尿液排出的有机化合物。研究人员将大脑浸泡在这种溶液中,大脑变得透明,而且与暴露在类似溶液中的大脑不同,它们不会变得糊状,这意味着研究人员仍然可以将它们切成微米厚的薄片,并在显微镜下观察。当在ScaleS溶液中浸泡时,样本可以保存至少一年而不会损坏。
研究人员将这项技术应用于患有阿尔茨海默病的小鼠的大脑。他们将山梨糖醇和尿素溶液与另一种能够照亮臭名昭著的淀粉样蛋白β斑块的化学物质结合起来,这些斑块是该疾病的一部分(尽管没有人确切知道原因),然后进行扫描以制作3D模型。然后,他们将ScaleS溶液用于人类阿尔茨海默病患者的脑组织样本,以更好地了解这些斑块如何与正常脑细胞结合。研究人员惊讶地发现,斑块细胞聚集在小胶质细胞附近,小胶质细胞是神经元的免疫防御,但这只发生在疾病的早期阶段。
研究人员预计,ScaleS方法将成为研究人员更好地了解影响大脑结构疾病(如帕金森病和亨廷顿病)的有用且有效的方法,目前这两种疾病都没有治愈方法。虽然大脑显然是该方法最直接的目标,但它也可以用于更好地了解身体其他部位的疾病,其中细胞以独特的方式组合在一起,例如心脏、肺或肠道。