著名学者携清华学子Cell发表新成像技术

　　

生物通报道：洛克菲勒大学的研究团队五月二十六日在Cell杂志上发布了一个强大的成像技术。该技术可以抓拍整个大脑中的所有活跃神经元，获取这些神经元的活性信息。这篇文章的通讯作者是著名神经科学家、洛克菲勒大学校长Marc Tessier-Lavigne，他将于今年九月正式出任斯坦福大学第11任校长。洛克菲勒大学博士后Zhuhao Wu是这篇文章的共同第一作者。Wu博士本科毕业于清华大学，后来在Johns Hopkins大学获得博士学位。

首先，研究人员通过一些事物改变小鼠的大脑活性，停顿一下再分析小鼠的神经活性。这个停顿是非常重要的，因为他们检测的基因表达，这一过程的发生需要30分钟。随后，研究人员用Zhuhao Wu开发的iDISCO方法使小鼠大脑变透明，并用光切显微镜进行观察，抓拍所有活跃神经元的3D快照。研究人员开发的软件能够自动确定活性神经元在小鼠大脑中的3D定位。

研究人员获得的每张大脑活性快照大约包含一百万活跃的神经元。不过，将两张快照进行对比可以较快筛选出有意义的数据。比如说，我们可以排除在两张图片中都活跃的神经元，只留下存在活性差异的神经元。

研究表明，这一成像技术可以检测在不同情境下激活的大脑区域。研究人员通过这种方法研究了成年小鼠遇到幼鼠的反应。他们发现，在这种情况下成年小鼠脑的育儿区域会激活。在育儿区域激活之后，处理厌恶反应的大脑区域出现活性减弱。这说明育儿神经元可能抑制了小鼠对幼鼠的厌恶。研究人员指出，这个技术还可以分析生物学改变引起的大脑活性变化，比如药物扩散或疾病发展。

生物学家们一直梦想着能够透过器官甚至整个机体，亲眼看到细胞连接和精细结构。这一梦想2014年成为了现实。加州理工学院的研究团队在CLARITY技术的基础上，将透明剂泵入动物的循环系统，通过去除脂肪让组织透明起来。这个简单技术可以在不影响内部结构的基础上让组织、器官甚至整个机体变透明。（更多信息请参见：Cell新突破：全身透明的小鼠）

随后，日本RIKEN和东京大学的科学家们将组织脱色与光切荧光显微镜结合起来。他们通过这种方法成像了多种器官乃至整个生物体，得到了极为详细的内部图像。研究人员指出，将组织和生物体透明化然后进行单细胞分辨率的精确成像，将为人们揭示生命的运作方式，实现系统生物学的终极梦想。（更多信息请参见：Cell：透明小鼠实现系统生物学终极梦想）

显微镜能为我们放大活细胞和组织的影像。那么，能不能放大显微镜下的实物呢？这听起来像是《爱丽丝漫游仙境》那样的童话故事，但实际上科学家们已经开发出了这样的技术。他们利用婴儿尿不湿里的吸水材料让大脑组织膨胀，使普通显微镜的分辨率超越光学极限。（更多信息请参见：Science：低成本的超高分辨率成像）

生物通编辑：叶予

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