Нова техника чини мозак миша (непрозиран, лево) у потпуности транспарентан (десно) за лакше снимање. Слика Квангхун Цхунг и Карл Деиссеротх, Медицински институт Ховард Хугхес / Универзитет Станфорд
Људски мозак је један од најкомплекснијих објеката у познатом универзуму. Спаковано у само 3 килограма меса (у просеку) је скуп од око 86 милијарди међусобно повезаних неурона, који формирају безброј заплетених мрежа које сачињавају суштину ваше личности.
Очувани мозак на столу за испитивање не преноси ништа од ове сложености: Изгледа мање-више попут гомиле сивог меса, јер кроз мембране спољашњих ћелија не можемо видети појединачне неуроне унутра.
Овај проблем је мотивација за нову технику, коју је развио Станфорд тим под водством Квангхун Цхунг-а и Карла Деиссеротх-а, како би сачувани мозак био потпуно транспарентан за светлост. Радећи то, а затим користећи специјализоване хемијске маркере који се причвршћују на одређене врсте ћелија, створили су начин да се виде читави мозгови у свом сложеном, међусобно повезаном сјају. Таква се сложеност лако види у мозгу миша доље, у коме су одређене врсте неурона обележене флоресцентно зеленом бојом:
Прозирни мишји мозак убризган је зеленом бојом која се везује за ћелије неурона. Слика Квангхун Цхунг и Карл Деиссеротх, Медицински институт Ховард Хугхес / Универзитет Станфорд
Научници кажу да њихова техника, која је данас објављена у часопису Натуре, делује за очуване људске мозгове, као и за мишеве, и може се применити и на многе друге врсте органа. Метода користи чињеницу да се боја органа - а самим тим и разлог што им није јасан - у потпуности односи на молекуле масти које чине мембрану сваке ћелије.
У живом мозгу, ови молекули чувају структурни интегритет органа. Али у сачуваном мозгу они замагљују унутрашњу структуру из погледа. Да би се позабавили овим проблемом, истраживачи су напунили мозак експерименталног миша хидрогеловима - који се везују за функционалне елементе ћелија (протеине и ДНК), али не и за молекуле масти - и формирају мрежицу сличну желеу која задржава оригиналну структуру. Затим су очистили молекуле масти детерџентом, чинећи орган потпуно прозирним.
Стварање потпуно нетакнутог, прозирног мишјег мозга (као што је приказано на слици на врху) ствара све врсте занимљивих слика. Када се молекуле масти испразне, елементи ћелије експерименталног или клиничког интереса (неуронске мреже или гени, на пример) више нису засеђени ћелијским мембранама. (На скоро исти начин, зебре с прозирним ембрионима се јако користе у многим пољима биолошког истраживања.)
Да би јасно видели аспекте, истраживачи су додали обојене хемијске маркере који се посебно везују за одређене врсте молекула. Једном када то ураде, научници их могу прегледати конвенционалним светлосним микроскопом или комбиновати више слика са дигиталних микроскопа да би створили 3-Д приказивање.
Као доказ концепта, поред мишјег мозга, истраживачки тим је извршио поступак на малим комадима мозга умрле аутистичне особе који су били у складишту 6 година. Са специјализованим хемијским маркерима били су у стању да прате појединачне неуроне преко великих слојева ткива. Такође су пронађене атипичне неуронске структуре налик на мердевинама, које су такође примећене у мозгу животиња са симптомима налик аутизму.
Ова врста детаљне анализе раније је била могућа само напорним прегледом ситних кришки мозга микроскопом како би се добила комплетна тродимензионална слика. Али сада се међусобно повезивање различитих делова мозга може посматрати на ширем нивоу.
Чињеница да ова техника делује на свим врстама ткива могла би отворити мноштво нових путева истраживања: анализа путова сигналних молекула органа, клиничка дијагноза болести у узорку биопсије и, наравно, детаљније испитивање неуронских односа и мреже које чине људски мозак. За више, погледајте видео у наставку, љубазношћу Натуре Видео :
