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美研发出透视大脑新技术 解神经疾病之谜

发布时间:2013-04-14 08:56:35 次浏览

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美研发出透视大脑新技术 解神经疾病之谜

    文章来源:中化新网  更新时间:2013-04-12

    中化新网讯  据台湾“自由时报”报道,美国科学家10日在《自然》期刊网络版发表运用生物化学工程研发而成的大脑透视技术,可让大脑透明到肉眼可见其构造,不仅有助了解大脑正常功能,也能一窥神经疾病患者的大脑构造,促进相关疗法进展。参与奥巴马政府大脑研究计划的研究人员,将此技术誉为“重大科技创新”,“将加速大脑回路图绘制工作”。
    这项原名缩写为“clarity(清晰)”的技术,是由斯坦福大学生物工程学家戴舍罗斯主持。团队发现,无法透视大脑构造的原因,是因为大脑细胞都被有固定作用的“脂质”包覆,脂质并不透明,其包覆的构造当然无法一目了然。脂质可以用蛮力移除,但如此一来,整个细胞组织也会失去支撑,神经元(神经细胞)瘫成烂泥,垮成一团浆糊。
    因此团队先将透明、果冻状的水凝胶注入老鼠大脑中取代双层脂质,接着把水凝胶加热到比体温高一点,使得水凝胶分子互相连结形成结实的网络,就像大脑中固定各构造的网络一样。经过八天,科学家希望中的理想状况诞生:一个完整无缺、可以透视的老鼠大脑于焉成形。
    斯坦福大学的声明说:“我们让大脑维持3d与透明,所有重要结构,包括神经元、轴突、树突 、突触、蛋白质与核酸等等都在其位,完整无缺。”此时科学家以肉眼就能看到大脑组织中的神经床、脑干、皮质、海马回等构造,如果再透过显微镜,就能看到负责传递神经元讯号的白质。由于水凝胶不只透明,也具有可透性,科学家注入特制的荧光染剂把大脑数千个不同细胞的分子染成不同颜色,在特殊灯光照射下,即使超小细胞也无所遁形。
    研究人员在老鼠与斑马鱼的脑部取得实验成功后,接着对一名已过世的自闭症男童的脑部进行实验,该脑部已捐赠六年,但他们仍成功追踪到个别的神经纤维,并注意到脑中的神经元有异常的梯状构造。
    透过clarity技术,科学家可以追踪神经连结以及细胞群关系,美国国家心理卫生研究院院长殷塞尔说,立体构造的大脑从此不再受限于2d技术,“有关大脑解剖构造、以及疾病如何改变这种构造的研究”,将因此大大改进。

   

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