斯坦福大学新技术让大脑透明化

一种新技术可以将哺乳动物器官变成透明的,这样科学家就可以看到它们的内部。
photos of a mouse brain before and after CLARITY treatment
Kwanghun Chung和Karl Deisseroth,霍华德休斯医学研究所/斯坦福大学

一项新的实验室技术现在可以让科学家们获得精美、完整的人体器官(如大脑)的图像。

一个工程师团队开发了一种将哺乳动物(如实验用的小鼠或捐献给科学研究的人体)的器官变成透明的方法。一旦器官变得透明,科学家就可以向器官中添加化学物质,这些化学物质会附着并突出显示特定特征,例如不同的细胞类型。其结果是一个完整的器官,科学家可以在其中看到内部并进行研究。

由于这种可视化对于整个器官的研究非常有用,这 并不是科学家第一次 尝试使某些大脑透明。这项名为 CLARITY 的新技术,在化学标记方面效果更好,而且比以前的技术更快,CLARITY 的开发者 在其今天发表在《自然》杂志上的一篇论文中写道

为了展示他们的技术,这些工程师,他们都来自斯坦福大学,对一些小鼠大脑进行了成像。

Chung和Karl Deisseroth,霍华德休斯医学研究所/斯坦福大学
Kwanghun Chung和Karl Deisseroth,霍华德休斯医学研究所/斯坦福大学

或者可以观看这个《自然》杂志的视频,观看更多图像,以及一些旋转的图像。

制作这些图像需要八天时间。斯坦福大学的研究人员首先将小鼠大脑注入水凝胶溶液。然后,他们将凝胶和大脑放入培养箱中进行固定。(就像制作果冻一样!只是在这种情况下,固定需要较高的温度而不是较低的温度。)

固定的凝胶结合并物理支撑了大脑中的大部分物质。然而,凝胶并没有与大脑中的脂质(脂肪)结合。这种脂肪是不透明的,并且包围着每个细胞。当研究人员提取这些未结合的脂肪时,他们就能清楚地看到其他所有东西,并且它们都固定在原地。例如,原本嵌入细胞膜中的蛋白质以及从神经元延伸出来的小刺都保留了下来。

这时,研究人员就可以添加不同的分子来为他们想要研究的大脑部分着色,并在光学显微镜下观察整个大脑。

 

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Francie Diep 是一位居住在加利福尼亚州圣巴巴拉的科学记者。除了《Popular Science》,她的作品还发表在《Scientific American》、《Smithsonian》及其他刊物上。她对基因、细胞、机器人、档案馆以及互联网上的奇特内容着迷。

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