强悍!ATUM可建立纳米级大脑神经元3D图像

2015-12-09 19:13:49来源: 科讯医疗网
    美国科学家利用新的成像技术制造出让人惊叹的大脑3D图像,以前所未有的精度展示个体神经细胞。这些3D图像由一系列高分辨率的图像合成,可以显示到毫米的百万分之一到纳米级。

  研究人员希望这些图像能够揭示双向情感障碍或抑郁等神经疾病患者大脑细胞的异常连接。

  上图图为一个三维重建的所有细胞周围细胞体的顶端树突。这些都是一个短支链的神经细胞的延伸,突触从其他细胞接收到的脉冲发送到细胞体。

  该研究的第一作者,美国波士顿大学医学院的Narayanan Kasthuri副教授表示,大脑的复杂程度远远超乎我们的想象。我们对于神经元如何互相连接已经有了很清楚的认识,但是当你看到真实的微观世界,事实并不是那样。

  该研究推翻了长时间以来的一个假说“彼得定律”,即如果两个神经元如果彼此靠近,那它们很可能会形成突触进行通信。

  Kasthuri表示,这个定律看起来合理,但是事实却相反,至少在老鼠大脑接收来自胡须触觉信息的区域是与定律相反的。两个神经元在一起不意味着它们进行通信。

  传统的脑成像技术,包括MRI智能提供毫米级别的分辨率。最新的成像技术系统由专利硬件(Kasthuri和哈佛大学的科学家研发),可以对大脑样本进行切片和拍照,和软件组成,软件可以分析图像数据。该专利硬件名为自动收带超薄切片机(ATUM)。

  上图为与树状突(中心的红色区域)相连的突触,白点代表轴突内突触小泡。

  ATUM用钻石刀对染色包埋的大脑样本进行切片,厚度为30纳米,然后收集切片的电镜照片。

  科学家利用VAST项目来分析数据,产生神经元在单个突触水平的生动彩色图像。VAST由哈佛大学、麻省理工学院共同合作开发。

  该研究的成本和数据存储要求很高,但是科学家预计随着时间的推移,费用会逐渐降低,就像基因测序一样。

  上图为连个相邻神经元的高分辨率图像,一个为绿色、一个为蓝色。数字区域,黄色代表突触间隙,在那神经元通过神经递质可以互相通信。

  欲了解更多详情,可参观2015中国3D打印在线展会

关键字:ATUM  大脑神经元  3D图像

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2015/1209/article_6238.html
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