这里还有另一张透明的小鼠大脑图像。你可以看到海马区域的特征,该区域与学习、记忆和空间导航能力有关。每一种颜色代表着一种连接在大脑分子上的标记。“CLARITY技术使免疫标记和大批量成像成为可能,或许将取代超薄切片,”麻省理工学院的Sebastian Seung说,“从大脑中获得的信息很大部分来自染色标记。”
与常规的染色-切片方法相比,CLARITY技术节省了时间和精力,其获得的结果也更清晰,因为在对大脑进行切片的时候,难免会对科学家想要研究的组织造成损伤。这项技术也提供了新的可能性。在此之前,如果你在大脑里注入一个标记,你必须将标本解剖才能获得结果。如今,科学家可以在“透明化”的大脑上增加更多的标记。如果有了某些有趣的进展,你还可以继续在同样的完整大脑上进行实验。
“这是一项可以使神经科学研究大幅加速的创新,”人类脑计划(HBP)的负责人亨利·马克拉姆(Henry Markram)说,“这一新技术可以提供整个大脑在所有水平上的图像,将为我们获得许多关键的数据提供新的路径。”
不过,CLARITY技术也有一些缺点。据Chung称,最主要的缺陷是该技术并不容易掌握。其中,用电流去除脂类的步骤是最难的,Chung甚至专门打造了一个装置来实现。他说:“在实验中我烧坏了数百个大脑标本,才最终获得成功。”其他实验室或许也要经历同样的阶段,不过现在Chung已经把他的实验细节放到了网上,任何人都可以来复制这一过程。
将标记分子注入大脑也需要相当长的时间。目前唯一的方法是让这些分子自己扩散,即把大脑泡在充满标记分子的组织液中,使之渗透进去。一个小小的小鼠大脑,可能需要数月时间才能完成染色标记。因此,在体积更大的人类大脑或猴子大脑上使用该技术并不现实。Chung正在研究加速这一过程。
大脑仅仅是个开始,CLARITY技术能够在任何组织或器官上适用,它能使肝脏、心脏和肺等器官像大脑一样变得透明。Chung现在正组建自己的实验室,或许在不久的未来,我们就可以看到CLARITY技术有更广泛的应用。有关该技术的成果发表在4月10日的《自然》(Nature)杂志上