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《Nature》:MIT大牛用尿布材料将大脑尺寸扩大20倍

导读: “大脑倍增术”将大脑尺寸扩大了20倍,让神经学家能在普通的光学显微镜下,以极高的分辨率观察大脑结构,甚至清晰地分辨出不同的突触蛋白。

OFweek医疗网讯 近日,《自然》子刊《Nature Methods》上发表了一篇论文,而它立刻得到了《科学》官网的报道,这是重磅新闻才能享受的殊荣。这则被两家顶尖学术期刊共同关注的研究出自MIT的著名科学家Ed Boyden教授之手。他的团队发明的“大脑倍增术”将大脑尺寸扩大了20倍,让神经学家能在普通的光学显微镜下,以极高的分辨率观察大脑结构,甚至清晰地分辨出不同的突触蛋白。

对于生物学家来说,仅仅是将生物样本放大,就足以获得大量新知识。几百年前,显微镜让人类知道了细胞的存在。如今,更高级的显微镜则让科学家们能看清细胞内不同蛋白的运作。在日新月异的科技发展面前,MIT生物工程系研究脑与认知科学的Boyden教授有了一个新想法。“我们想要了解整个大脑回路的布局,”他说道:“如果你能重建出一个完整的大脑回路,或许你就能利用计算模型,了解大脑是如何产生情感或是做出决定。当你了解到每一个生物分子的布局、细胞如何产生电信号、并且怎样交换化学物质后,你就有能力去模拟整个大脑。”

《Nature》:MIT大牛用尿布材料将大脑尺寸扩大20倍

▲Ed Boyden教授是光遗传学的奠基人之一,也因此为世人所熟知(图片来源:MIT)

然而大脑本身却不是一个适合观察的器官。它总体而言不透明,细胞与细胞之间排列组合错综复杂。利用现有的共聚焦显微镜(confocal microscope),科学家们能观察到的分辨率最高只有几百纳米。

《Nature》:MIT大牛用尿布材料将大脑尺寸扩大20倍

▲科学家们希望有朝一日能还原出整个大脑回路的布局(图片来源:《科学》)

如果直接观察这些组织过于困难,我们为啥不能把这些组织变得更大呢?MIT的科学家们想到了一种叫做聚丙烯酸酯的材料。这是一类高吸水性的分子,最常见的用途之一是婴儿尿布。在吸收了婴儿的尿液后,它的体积会扩大很多倍。研究人员意识到,这一特性也许能被用来扩大大脑样本的体积。

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责任编辑:Finn
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