從齧齒動物到靈長類動物的突破!科學家實現迄今最高精度獼猴大腦三維高畫質成像

從齧齒動物到靈長類動物的突破!科學家實現迄今最高精度獼猴大腦三維高畫質成像

大腦是結構和功能最複雜的器官,識別大腦三維結構對腦科學研究有著重要作用。為了深入理解大腦的運轉機制,科學家們嘗試著繪出一幅三維的大腦高畫質“地圖”。

由於技術限制,目前的腦圖譜研究主要集中於小鼠層面,國際通用的成像技術對小鼠進行微米解析度全腦成像通常需要數天。

非人類靈長類動物獼猴的腦體積為鼠腦的200倍以上,要在較短時間內完成獼猴全腦成像是一項極大的挑戰。

為此,研究團隊經過數年攻關,研發了VISoR高速三維熒光成像技術。

該技術作為當前世界最快的大尺度三維組織成像方法,可對各種模型動物大腦進行高通量、高精度的定量解析,並可擴充套件至其他組織器官。

除了成像通量的挑戰,對獼猴腦進行高分辨全腦成像還面臨溝回結構複雜、組織透明度差等多方面的困難。

科研人員採取先對離體大腦進行包埋切片的方式,使得溶液滲透效率僅依賴於切片厚度,而不受其大小的影響,並且發展了高折射率的組織透明化方法,讓腦片的灰質與白質不同部分、不同深度達到均勻透明。

然後,透過改進的高速三維熒光成像系統,最終對獼猴全腦樣品在100小時內完成1×1×2。5微米三維解析度的影象採集,兩隻獼猴大腦影象原始資料量超過1PB,約相當於113塊10T硬碟的數量儲存大小。

該項研究成果發表於《自然—生物技術》。

前瞻經濟學人APP資訊組

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