新技术平台实现人脑半球完整成像

几十年来，新技现人像观察人类大脑内部一直是术平神经科学家难以企及的梦想。但在最新一期《科学》杂志发表的台实一项研究中，美国麻省理工学院科研团队描述了一种创新技术平台，脑半其能以前所未有的球完亚细胞（比细胞结构更细化的结构）分辨率，对两个捐赠者（一个患有阿尔茨海默病，整成另一个没有）的新技现人像大脑半球，实现了完整三维细胞成像。术平

这个新平台能在多尺度上同时捕获大规模人脑组织中的台实蛋白质表达、细胞形态、脑半神经投射和突触分布。球完不但确保了对细胞结构的整成保存，还能以高分辨率和高速度，新技现人像对大型人脑组织样本展开精细处理、术平丰富标记和清晰成像。台实

作为美国“脑计划”细胞普查网络的一部分，该平台集成了三个核心要素对脑组织切片、处理和成像。首先，用一种名为MEGAtome的振动式切片机，可在不损失细胞连接的情况下实现超精密组织切片；其次，用一种名为mELAST的组织凝胶技术，能将组织样本转化为弹性和可逆膨胀的水凝胶，从而促进高通量多尺度成像；最后，通过UNSLICE计算管道可重建前两者处理的三维轴突网络连接。

该平台现已能对人类大脑半球进行完整成像，分辨率甚至精细到单个突触。它使科学家能够使用同一个大脑对问题进行综合探索，而不必观察不同大脑中的不同现象后再构建综合图像。另外，其对脑半球进行成像只需100小时，速度远远超过以往的几个月，这意味着科学家可短时间创建更多样本。

值得一提的是，该技术不仅适用于大脑，还适用于身体其他组织，这将极大促进科学家对人体器官功能和疾病机制的理解。

脑细胞的解剖学和分子结构细节，对于了解人脑功能以及脑损伤至关重要。然而，目前的神经成像技术，如功能性磁共振，缺乏捕捉这些细节所需的分辨率。该研究目前尚未呈现出全部大脑的图谱，但它提供了一个前所未有的技术“三件套”，在不久的将来，就能为人们展示整个大脑区域内神经元的全景图、每个细胞的独有特性、多样化的“细胞森林”以及位于细胞外分子之间的亚细胞结构簇。这将是脑科学研究的盛宴。