新技术在快照中捕捉整个大脑的活动

在测量大脑活动时，科学家们拥有可以精确观察大脑一小部分(小于一立方毫米)或模糊观察更大区域的工具。现在，洛克菲勒大学的研究人员描述了一种结合了两全其美的新技术——它捕获了小鼠大脑中整体活动的详细快照。

研究作者、Marc Tessier-Lavigne 实验室的博士后 Nicolas Renier 表示： “我们希望开发一种技术，能够以单个神经元的精度显示整个大脑的活动水平。”大脑发育与修复实验室教授、洛克菲勒大学校长。

这种新方法于 5 月 26 日在《细胞》杂志上在线描述，它在特定时间拍摄大脑中所有活跃神经元的照片。Tessier-Lavigne 说，小鼠大脑包含数千万个神经元，一张典型的图像描绘了大约 100 万个神经元的活动。“该技术的目的是加速我们对大脑如何工作的理解。”

让大脑变得透明

Tessier-Lavigne 实验室的研究生兼同事 Eliza Adams 表示：“由于我们技术的性质，我们无法可视化随时间推移的实时大脑活动，我们只能看到在拍摄快照的特定时间活跃的神经元。”该研究的作者。“但我们在这种权衡中获得的是对大脑中大多数神经元的全面了解，以及以稳健和公正的方式比较快照之间这些活跃神经元群体的能力。”

该工具的工作原理如下：研究人员将小鼠置于会引起大脑活动改变的环境中，例如服用抗精神病药物、在探索时用胡须摩擦物体以及养育幼崽，然后在暂停后进行测量。Renier 解释说，暂停很重要，因为该技术通过将神经元基因翻译成蛋白质来间接测量神经元活动，这大约需要 30 分钟。

然后，研究人员对大脑进行处理，使其变得透明——遵循由 Tessier-Lavigne 实验室的博士后 Zhuhao Wu 开发的名为 iDISCO 的改进版本协议——并使用光片显微镜将其可视化，该显微镜拍摄了3D 中的所有活动神经元。