脑成像的新方法使小鼠的头骨完好无损

现代光学成像技术为高分辨率观察皮质结构和功能提供了有力的工具。根据不同的应用建立了不同的颅骨窗口。然而，目前的颅骨窗很难观察到对急性脑损伤的大规模反应。这里的“穿透完整颅骨(TIS)窗口”使双侧皮层在单细胞分辨率下观察免疫反应，并代表了神经科学基础研究中很有希望的活体皮层显微镜新方法。

　　

   

   

a1大视野双通道双光子显微图像，双半球皮层血管(红色，德州红)和神经元(绿色，EGFP)建立TIS窗口后。(a1)缝线附近相应色框的高倍放大图像(用20×物镜观察)。a5-a10 (a2)-(a4)中白色边框(白色箭头指示)的高倍放大(放大)图像。b TIS窗建立前后及颅骨取出后不同深度神经元的典型双光子显微镜图像。c不同条件下不同成像深度图像的sbr。d TIS窗与开颅玻璃窗对树突状脊柱成像的比较。激发波长为920 nm (80 MHz, 140 fs)。    

对于研究各种脑部疾病的人来说，在不造成任何损伤的情况下观察大脑是一种新兴技术。目前的技术正在进步，但围绕光线穿透、有限的成像质量和皮层深度的问题显著抑制了其进展。这导致了现在“头骨窗”的使用。

开颅玻璃窗和薄颅窗是应用最广泛的两种

头骨窗口技术。开放式颅骨玻璃窗需要切除部分颅骨，并用透明玻片覆盖大脑。薄颅骨窗口包括将颅骨的一部分磨得极薄(<25 μm)以允许光线穿透。近年来，基于化学剂的头骨窗户被开发出来，这种窗户能够使头骨在光线下更加透明。

这些颅骨窗口都不适合大尺度的高分辨率

一些急性脑疾病模型的连续观察。在急性创伤性脑损伤(TBI)中尤其如此，据估计全世界有6900万患者。外力容易引起脑外伤，引发一系列脑功能障碍。

因此，开发一种既能满足所有要求又能用于研究的颅骨窗口技术是至关重要的。

研究人员展示了一种新的和独特的技术，有可能拯救生命。研究人员创造了一种慢性颅骨光学清除窗，称为“穿透完整颅骨窗(TIS窗)”。通过在老鼠身上的实验，他们不再需要切除任何头骨碎片。通过跳过开颅手术并切除一部分颅骨，研究人员获得了一个双侧视野，可以在单细胞分辨率水平上跟踪急性TBI的免疫反应。

他们还发现，他们的技术可以在目前使用颅骨窗口的大多数应用中发挥作用。因此，该新技术可用于各种应用领域在活的有机体内皮层可视化技术在脑科学研究中具有巨大的潜力。

研究人员评估了TIS窗的特性，并证明了其900-μm成像深度、树突脊柱分辨率、数周的长期观察能力，以及对清醒动物的适用性。与许多现有技术相比，无开颅TIS窗具有优势。它能够以高分辨率和厘米尺度持续监测大脑皮层，对大脑环境的影响最小。

因此，TIS窗口技术在脑科学的生理和病理研究中具有巨大的潜力。