帮助人们理解大脑的新工具

最新一期的《科学》杂志封面，是麻省理工学院（MIT）和霍华德·休斯医学研究所（HHMI）的科学家们发表的一项重磅研究。科学家们对果蝇的完整大脑进行了成像，清晰度非常高，达到了纳米级。这项研究能让人们看清果蝇大脑里不同的神经细胞，和蛋白质在空间上的相对分布。公众号学术经纬编译了这篇封面文章。

MIT的博伊德登（Edward S.Boyden）教授，在大脑成像领域做出过很多贡献。2015年，博伊德登和团队想要理清大脑在细胞和蛋白层面上是如何进行组合的。于是他们开发了一种方法：往大脑组织样本中注射一种胶状物质，这些物质吸水后会膨胀，把大脑撑开。它的原理与婴儿尿布中的材料吸水后膨胀很相似。通过这种方法，大脑组织样本的整个体积扩大了8倍，样本中神经细胞的相对位置也被凝胶固定，没有发生变化，这就有助于人们进行显微观察。

霍华德·休斯医学研究所的贝齐格教授，是一位显微成像技术的专家，曾获得过诺贝尔化学奖。他的“晶格层光显微镜”（lattice light-sheet microscope）不仅能对大脑样本进行快速成像，还能把对样本的损害降到最低。于是两个团队一起合作，对果蝇的大脑进行了成像分析。

他们从每个果蝇大脑中，都获得了大约5万个立体图像，然后计算机把这些图像拼成一个完整的果蝇大脑。这些图像的清晰度高达60纳米，成像的过程也没有超过3天。博伊德登教授介绍，随着效率的不断提升，他们以后能用极快的速度，对非常大体积的样本进行分析，获得高清的图像。

这个研究为神经科学带来了一个极为重要的研究工具，它能让人们可以理解不同的神经环路是如何组成、性别对大脑有怎样的影响、疾病又会怎样破坏大脑。