高速全脑成像提高了对动物和人类脑部疾病的认识
大阪大学的研究人员开发了一种高速串行切片成像系统,可以捕捉整个小鼠大脑的高分辨率图像,并进一步加深我们对啮齿动物和灵长类动物脑部疾病的理解
为了充分理解大脑功能对于功能障碍,重要的是能够看到整个解剖结构和活动的变化大脑.能够区分单个细胞的高分辨率脑成像和获得的数据的定量比较对于显示大脑如何受到疾病的影响至关重要。
然而,目前试图以足够高的分辨率对整个小鼠大脑成像以获得详细信息需要长达一周的时间。虽然这些方法揭示了对大脑功能的重要见解,但用这些技术对多个大脑进行成像和分析是不可能的。比较多个大脑对于了解大脑疾病的神经生物学功能和功能障碍至关重要。
大阪大学领导的研究人员开发了块面串行显微断层扫描(FAST),这是一种可以对整个图像进行成像的成像系统老鼠大脑不到两个半小时就能达到高空间分辨率。第一作者Kaoru Seiriki解释说:“FAST由内置切片机的旋转圆盘共聚焦显微镜和处理图像数据的方法组成。”“通过我们的3d重建技术,整个大脑可以以足够高的分辨率来显示单个细胞及其亚细胞结构。”
通过将FAST技术与特定的染色程序相结合,Seiriki及其同事能够在整个大脑中可视化亚细胞核、血管结构、成熟少突胶质细胞、髓鞘、中间神经元和投射神经元。这些成像工具为研究不同脑部疾病的病理生理机制提供了系统的方法。
FAST是一种非常快速的成像技术,因此它可能被用于非人类灵长类动物的大脑成像。“我们成功地在成年绒猴的整个大脑中以亚细胞分辨率可视化了一个远程神经元投影,”首席研究员桥本仁说。“这表明FAST可以进一步加深我们对啮齿动物和灵长类动物大脑解剖结构的理解。”
大阪大学的研究小组还使用他们的FAST系统成功地对死后的人脑进行了成像。桥本说:“我们希望这种方法能够识别出患病人类大脑中以前未知的细微形态异常。”这些见解可能有助于促进有效治疗方法的发展。
这项新技术提供了一种方法来比较多个大脑在单个细胞和他们的亚细胞结构.通过这种方法,将对不同脑部疾病的病理机制有新的认识。此外,这一适用性提供了一个翻译方法研究非人类动物模型和人类疾病。