Et team av nevrovitenskapsmenn har produsert en serie fantastiske, detaljerte bilder av fruktfluehjerne.
Bildene er ikke helt bilder, men de ble laget ved å fange synlig lys. For å lage dem kombinerte forskerne to teknikker - en som fikk hjernevevet til å vokse seg mye større enn vanlig størrelse, og en annen som gjorde det mulig for forskerne å lage presise bilder av det vevet uten å skade det.
Resultatet var et fargerikt og fullt søkbart kart over en fruktfluehjerne, som ifølge en uttalelse fra MIT (hvor en av forskerne jobber) ikke er større enn et valmuefrø.
Å få delikate vev til å utvide er en vanskelig virksomhet, men det kan være nyttig for nevrovitenskapelig forskning; under mange omstendigheter er nevroner og deres forbindelser for små til å enkelt kunne avbilde og kartlegge. Teknikken, kalt "ekspansjonsmikroskopi," dukket først opp i 2015, detaljert i et papir av Ed Boyden (en av skaperne av fruktfluebildene og en nevrovitenskapsmann ved MIT) og to andre forskere.
For å få teknikken til å fungere, fant de en polymer som ville komme inn i celler uten å ødelegge dem. Deretter dynket de en musehjerne i tingene. Når polymerene gjennomsyret vevet, helte forskerne et bad over vevet som fikk polymerene til å utvide seg, og fysisk utvide cellene selv for lettere å studere.
Denne teknikken alene ville imidlertid ikke vært nok til å lage disse vakre hjernebildene. For å skanne den utvidede hjernen i nok detalj, brukte forskerne en teknikk som tidligere er utviklet av en annen medforfatter - Eric Betzig, en biolog ved UC Berkeley - for raskt 3D-skanning vev ved bruk av bare lys og mikroskop.
Denne teknikken, kalt "gitter-lysarkmikroskopi", innebærer å skinne en lyslinje opp gjennom bunnen av vevet. Det lyser bare et flatt plan av vevet, som om en enkelt skive begynte å gløde i et brød, lyst nok til å bli sett gjennom fronten på brødet. Et mikroskopkamera montert i en 90-graders vinkel mot lysstrålen er da i stand til å oppdage det opplyste planet og registrere hvordan det ser ut. Gjør det om og om igjen (fra frontskiven til baksiden), og du sitter igjen med et tredimensjonalt bilde av vevet.
Dette er en stor avtale, sa forskerne, fordi både utvidelsesmikroskopi og lysarkmikroskopi av gitter er relativt raske og enkle metoder som nevrovitenskapsmenn kan bruke i laboratoriene sine. Og nå, sammen, kan de tillate forskere å raskt avbilde store biter av hjernen i utrolige detaljer.
Nevrovitenskap er i økende grad opptatt av å forstå store deler av hjernen uten å gi slipp på et syn på mikroskopnivå om hva som skjer. Noen forskere tror at kartlegging av hjernen i detalj kan låse opp hemmelighetene. Nå har de en ny måte å gjøre det på.
