快速拍照看清大脑
苍蝇大脑图像 图片来源：《科学》
假设你想近距离观察一只苍蝇的大脑——非常近距离地观察，可以借助一种叫做扩张显微镜的新技术。科学家正在做的就是：标记感兴趣的神经元，并追踪其最细的卷须，从而绘制它们之间的联系。
但是，研究人员需要将一种凝胶注入一片脑组织，使其膨胀以放大细节，这一过程大大增加了对该组织成像的时间。
当显微镜从上到下扫描，从而对这种厚样本的一些部分进行成像时，它会“烧毁”附着在蛋白质上的荧光标记——这些标记有助于识别神经元，从而使样本的更深部分完全变暗。
在一项新研究中，研究人员提出了一种解决方案：将这种膨胀过程与一种称为点阵光学显微镜的仪器结合起来。这种技术可以通过高速反复穿过薄薄的光片减少细胞损伤。
由于这种显微镜可以在光线较弱的任何区域停留更长时间，因此荧光不太可能被烧毁，图像的某些模糊部分也能浮现——这意味着可以出现尖锐、复杂的细节，比如老鼠神经元上的棘状突起。
这个研究小组近日在《科学》报告说，通过一次捕获整个平面而不是一组点，这个显微镜在62.5小时内完成了对整个苍蝇大脑的扫描，这一速度大约是迄今为止在这种高分辨率成像中最快显微镜速度的1/7。
通过复杂的计算工具将成千上万的3D切片拼接在一起，研究人员可以捕捉大脑的大片区域，然后以高分辨率放大。这种方法有助于科学家更容易地研究大脑中相互作用的神经元回路如何驱动某些行为，以及该回路如何在许多个体、不同性别或整个发育过程中发生变化。
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