高速全脑成像提高了对动物和人类大脑疾病的了解

大阪大学的研究人员开发了一种高速连续切片成像系统，可以捕捉整个老鼠大脑的高分辨率图像，进一步加深了我们对啮齿类和灵长类动物脑部疾病的了解

要完全理解大脑功能还有功能障碍，能够看到整个解剖结构和活动的变化是很重要的大脑。高分辨率的脑成像可以区分单个细胞，并对获得的数据进行定量比较，这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老鼠大脑成像以获得详细信息的尝试需要一周时间。虽然这些方法揭示了大脑功能的重要洞见，但用这些技术无法对多个大脑进行成像和分析。比较多个大脑对于理解大脑疾病中的神经生物学功能和功能障碍是至关重要的。

大阪大学领导的研究人员开发了块面系列显微断层摄影术(FAST)，这是一种可以对整体成像的成像系统老鼠大脑在不到两个半小时的时间内达到高空间分辨率。“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，”第一作者Kaoru Seiriki解释道。“通过我们的三维重建技术，整个大脑可以以足够高的分辨率呈现出来，以分辨单个细胞及其亚细胞结构。”

通过将他们的快速技术与特定的染色程序相结合，Seiriki和同事能够可视化亚细胞核、血管结构、成熟的少突胶质细胞、髓鞘、中间神经元，以及投射到整个大脑的神经元。这些成像工具提供了一个系统的方法来研究不同脑疾病的病理生理机制。

FAST是一种非常快速的成像技术，因此它有可能被用于非人类灵长类动物的大脑成像。“我们成功地在成年狨猴的整个大脑中实现了亚细胞分辨率的远程神经元投射，”首席研究员桥本仁(Hitoshi Hashimoto)说。“这表明我们对啮齿类和灵长类动物大脑解剖结构的理解有多快。”

大阪大学的研究小组还成功地使用他们的FAST系统对死后的人类大脑进行了成像。桥本说:“我们希望这种方法能够识别出之前未知的病变人类大脑的优良形态异常。”这些见解可能有助于推动有效治疗方法的发展。

这项新技术提供了一种比较多个大脑水平的方法单个细胞和他们的亚细胞结构。通过这种方法，我们将对不同脑疾病的病理机制有新的认识。此外，它的适用性提供了一种翻译方法研究非人类动物模型和人类疾病。

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