如何深度观察活体大脑的内部?当然不是把脑袋切开,斯坦福大学的生物及应用物理副教授马克·施内策(Mark Schnitzer)研发了一种新技术,可以借此观察大脑内部,检查神经及隐藏组织的病变,并且可以维持监控达数月之久。
近年来,随着微光学技术的发展,科学家们可以窥视到大脑深处的微观细胞变化,但仅限于对变化的某个时刻成像,而这种微观变化往往由于经年累月的老化或者疾病,因此需要对此持续观察。并且,传统的光照显微镜只能穿透大脑组织的最外层,无法捕获到深度超过700微米的大脑区域。
为了验证有效性,科学家们使用新技术对老鼠进行脑部观察。经过遗传学改造和培养,这些老鼠患有类似于人类疾病的深度脑部疾病——胶质瘤,这是一种可致死的大脑癌症。研究学者们将半个米粒大小的微型玻璃管放入麻醉的老鼠大脑内。一旦细管归位,大脑就不会曝露在外部环境中,因而也不会感染。
当研究学者想要检验细胞及细胞间的相互作用时,他们只需把一小块称作微内窥镜(microendoscope)的光学仪器插入玻璃引导管中,就可以通过引导管的玻璃窗观察大脑的内部。引导管可以帮助研究学者们每周甚至每个月对大脑的同一位置重复观察。这项功能也可以拓展到在长期实验中观察神经原的精细分支。
通过新技术,研究学者们观察到了老鼠大脑内的胶质瘤在肿瘤表面的扩张。胶质瘤的严重程度取决于它的位置。神经病学教授劳伦斯·雷西特(Lawrence Recht)解释说,最严重的大脑肿瘤都不在表面,虽然为何胶质瘤的位置影响它的生长率还不得而知,希望这种新技术能成为解决这个问题的突破口。
微内窥镜:深度探寻大脑
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