图片来自论文
透视通常是漫画中超级英雄的能力，现在科学家们发明了一种方法可以透视动物皮肤、肌肉和骨骼。这项技术可以使各层组织透明，使得研究人员可以看到身体内部，观察到仍然在活体内的神经、血管系统等精密的特征。
他们声称使用这项技术提供了完整小鼠的大脑和神经系统高分辨率三维图像。
新技术可以看穿动物的皮肤、肌肉和骨骼（如上图所示），使人们可以看到动物身体内部，观察到仍然在活体内的神经、血管系统等精密的特征。
这项技术可以帮助研究运动神经元病、阿尔茨海默病以及帕金森等疾病。
研究人员表示，他们已经能够使用这种技术将大型啮齿动物（比如小鼠）变得透明，并相信这种技术可以应用在更大型的动物身上，比如猴子。
最终，他们希望可以将这种技术应用于人类组织，帮助绘制人类大脑。
德国慕尼黑大学的中风和痴呆研究所的Ali Ertürk博士说：“我们开发的这种技术可以使所有器官和组织变得透明。这项新技术为神经、胶质细胞以及血管连接的绘制提供了基础。”
研究人员首先使用一种组织清理技术为器官进行脱水，再使用溶剂除去形成细胞膜的油脂。
研究人员对小鼠身体使用他们的新技术，证明他们可以使小鼠的皮肤和头骨变得透明，从而看到大脑下面。
这项技术移除了水和油脂，但是固定了蛋白质。通过荧光蛋白质为脑细胞着色，研究人员可以更详细地观察到小鼠的大脑，而不需要采用解剖的方式，因为解剖有可能伤害组织。
水和油脂会使光分散，是使哺乳类动物组织不透明的主要成分。
虽然组织清理技术被用于观察身体组织超过几十年，但是Ert博士的新技术还可以用这项技术使骨骼变得透明。
这是基于一项名为溶剂清除器官的三维成像（3DISCO）的技术。研究团队的成果发表在22日的《Nature Methods》上（点击左下角阅读原文），他们将自己的方法称为终极DISCO (uDISCO)。
这张图像详细展示了小鼠的大脑和脊髓。研究人员还可以获得其他复杂组织的三维图像。
| |
研究人员称，组织清理技术可以应用于小鼠（上图左、右侧分别是使用组织清理技术前后）甚至小猴子这种体型的动物身上。他们希望尽快发展这项技术，使它可以应用于研究人类大脑组织。
研究人员还可以利用这项技术将荧光蛋白送到特定的组织中，比如神经，这可以更清楚详细地观察到这些组织的图像。
Ertürk博士将这种技术比喻为将混凝土墙变为玻璃，使得研究人员可以看清房内的管道和电线。他说：“现在我们可以清楚地看到管道连接，以及它们是否断开，比如观察痴呆症大脑中断开的神经元。uDisco实现了整体器官的透明化。”
研究人员可以透过身体看到单个的神经元。上图展示了神经元连接到小鼠的胡须上。
研究人员还可以使用这项技术观察到包围在小鼠中央神经系统周围的复杂的血管。如果采用过去的扫描技术这些血管会被破坏。
上图展示了小鼠大脑和神经系统的详细三维图像。
Ertürk博士说“uDisco不仅仅透明了一堵墙，而是整个有机体”。
这个过程会使动物身体缩小60%，但是细胞中蛋白质的位置仍然固定。向动物细胞中填充荧光蛋白质后可以观察到更精细的组织结构。
使用不同的荧光蛋白质，研究人员可以检测动物体内不同的组织结构，只要简单地将动物放在显微镜下就可以了（如上图所示）。
动物身体（上图是使用荧光蛋白质之后）会缩小大约三分之二。这对于研究大型动物也有好处，因为变得更好处理了。
他说：“这项技术还可以用于干细胞实验。研究人员可以看到细胞是否集成到动物组织中，或者迁移到身体其他部分。这项技术的应用潜力无限。另一项重要的应用将是绘制人类大脑图像。目前没有任何技术可以在单个神经元层次上绘制人类大脑的任何部分。现在我们首次拥有这种强力的工具，它可以使人类大脑变得透明，并使尺寸减小，更适用于显微镜。然而，如何使用荧光信号标记人类大脑神经元仍然是一个挑战。”
本公众号由中国科学院微生物研究所信息中心承办
联系客服
