211service.com
Gennemsigtige hjerner afslører skjulte mikroskopiske detaljer
For at studere hjernens mikroskopiske strukturer har forskere typisk været nødt til at dissekere organet i forbløffende tynde skiver, som derefter kan ses i et mikroskop. Uden at gøre dette ville strukturer mere end et par millimeter dybe være umulige at se. Men udover at det er en smertefuld proces, kan det at skære hjernen i tynde skiver rode med strukturen og gøre det svært at følge axonernes lange veje fra den ene skive til den næste.
Nu har forskere ved Stanford University udviklet en kemisk proces til at fjerne fedtstofferne fra en (død) hjerne og efterlade kun gennemsigtigt væv, der stadig bevarer sin tredimensionelle struktur. Processen, kaldet CLARITY, blev udviklet i laboratoriet i Karl Deisseroth , en psykiater og neurovidenskabsmand velkendt som en af medopfinderne af optogenetik (se Lyskontakter for neuroner). Deisseorth og kolleger beskriv den nye metode i dag i journalen Natur .
Den kemiske CLARITY-behandling omdanner hjernevæv til en hydrogel-hybrid, der inkluderer organets proteiner, nukleinsyrer og små molekyler, men udelukker fedtstofferne, som blokerer både lette og kemiske farvestoffer. Når først hydrogel-strukturen er dannet, kan fedtstofferne opløses væk i et elektrisk felt.
Processen efterlader forskere med en gennemsigtig hjerne, der kan studeres direkte. Undersøgelsens forfattere demonstrerer bedriften med hjernen fra en mus, der var blevet gensplejset til at bære et fluorescerende protein i dens neuroner:
Hjerner behandlet med CLARITY kan også farves med farvestoffer, der binder til proteiner i neuroner, hvilket giver forskerne en anden måde at undersøge vævet på:
Og, måske mest imponerende, kan CLARITY-behandlede hjerner skylles for alle farvestoffer og undersøges igen og igen.
Teknikken kunne hjælpe forskere, der forsøger at kortlægge den indviklede arkitektur af hjernens celler og øge deres forståelse af de ledningsproblemer, der er forbundet med nogle hjernesygdomme (se Connectomics). Naturnyheder rapporterer, at Deisseroths gruppe allerede arbejder på at gøre en hel menneskelig hjerne gennemsigtig (de rapporterede om at bruge teknikken til at undersøge små dele af en menneskelig hjerne i avisen).
CLARITY har potentialet til at afsløre fine detaljer af hjerner fra mennesker med hjernesygdomme uden at miste større kredsløbsperspektiv, sagde National Institutes of Health-direktør Francis Collins i en offentliggjort erklæring.
Hvis du vil tage på en fascinerende tur gennem en muses hjerne og lære mere om CLARITY-processen, så se videoen nedenfor, produceret af Natur :
Billedkreditering: Kwanghun Chung og Karl Deisseroth, Howard Hughes Medical Institute/Stanford University