蒼蠅大腦圖像 圖片來源：《科學》
假設你想近距離觀察一只蒼蠅的大腦——非常近距離地觀察，可以借助一種叫做擴張顯微鏡的新技術。科學家正在做的就是：標記感興趣的神經元，并追蹤其最細的卷須，從而繪制它們之間的聯系。
但是，研究人員需要將一種凝膠注入一片腦組織，使其膨脹以放大細節，這一過程大大增加了對該組織成像的時間。
當顯微鏡從上到下掃描，從而對這種厚樣本的一些部分進行成像時，它會“燒毀”附著在蛋白質上的熒光標記——這些標記有助于識別神經元，從而使樣本的更深部分完全變暗。
在一項新研究中，研究人員提出了一種解決方案：將這種膨脹過程與一種稱為點陣光學顯微鏡的儀器結合起來。這種技術可以通過高速反復穿過薄薄的光片減少細胞損傷。
由于這種顯微鏡可以在光線較弱的任何區域停留更長時間，因此熒光不太可能被燒毀，圖像的某些模糊部分也能浮現——這意味著可以出現尖銳、復雜的細節，比如老鼠神經元上的棘狀突起。
這個研究小組近日在《科學》報告說，通過一次捕獲整個平面而不是一組點，這個顯微鏡在62.5小時內完成了對整個蒼蠅大腦的掃描，這一速度大約是迄今為止在這種高分辨率成像中最快顯微鏡速度的1/7。
通過復雜的計算工具將成千上萬的3D切片拼接在一起，研究人員可以捕捉大腦的大片區域，然后以高分辨率放大。這種方法有助于科學家更容易地研究大腦中相互作用的神經元回路如何驅動某些行為，以及該回路如何在許多個體、不同性別或整個發育過程中發生變化。