日本理研腦科學(xué)研究所近日研制出一種被稱(chēng)為ScaleS的山梨糖醇和尿素溶液，通過(guò)一種更安全的光透技術(shù)，讓研究樣本變得透明。研究人員認為，用ScaleS處理的透明組織結合三維顯微術(shù)，比二維體視學(xué)和免疫組織化學(xué)方法優(yōu)勢明顯，可被用來(lái)研究老年癡呆癥的病斑觀(guān)測，以及普通神經(jīng)回路的檢查，從而準確定位標示其它腦疾病的結構性變化。

　　如今，科學(xué)家已經(jīng)大量運用各種科技手段，對人體內部進(jìn)行探究，觀(guān)察研究各種內部組織及器官的活動(dòng)機制。其中一種手段就是“光透”技術(shù)，即通過(guò)使人體組織變得透明的方式，利用高級顯微術(shù)對人體內部精密復雜的活動(dòng)進(jìn)程進(jìn)行觀(guān)測研究。研究發(fā)現，過(guò)去的“光透”技術(shù)都會(huì )對細胞造成損傷。然而，日本研究人員最近不僅創(chuàng )新了一種更安全的研究技術(shù)，還研制出可被用來(lái)觀(guān)測老年癡呆癥患者大腦內部活動(dòng)進(jìn)程的“透明”樣本。諸如CT等醫學(xué)掃描技術(shù)，都使用光子穿透研究材料，以捕獲其內部活動(dòng)進(jìn)程。在紫外光、可見(jiàn)光和近紅外光譜下，人體組織會(huì )特別不透明，因此要穿透這些細胞，就必須使用一種光透劑讓組織變得透明。專(zhuān)家解釋說(shuō)，在光透劑的作用下，皮膚會(huì )“從不透明的奶白色變得水一樣透明”，并且光可以穿透人體組織。

　　目前，日本理研腦科學(xué)研究所科學(xué)家研發(fā)一項新技術(shù)，可以創(chuàng )造出這種透明組織，用來(lái)進(jìn)行高分辨率三維腦解剖研究。項目主要負責人AtsushiMiyawaki博士解釋說(shuō)：“光透技術(shù)的作用在于，可以收集精確的三維結構信息，這是傳統的二維手段所無(wú)法實(shí)現的。如今，我們使用一項新手段實(shí)現創(chuàng )造“透明”樣本這個(gè)目標，并且收集大量數據，以期解決當前有關(guān)老年癡呆癥病理學(xué)的諸多問(wèn)題。超人的X射線(xiàn)視覺(jué)只是動(dòng)畫(huà)片里的科幻玩意兒，而我們這項被稱(chēng)為‘ScaleS’的技術(shù)可是一個(gè)真家伙，它為我們透過(guò)大腦和人體組織進(jìn)行觀(guān)測提供了一個(gè)切實(shí)可行的方法。”

　　近年來(lái)，在生命科學(xué)領(lǐng)域，眾多科學(xué)家都在研究一個(gè)共同的課題，即如何創(chuàng )造出一種“透明”組織，因為這個(gè)目標的實(shí)現意味著(zhù)有望揭示我們人體、器官和細胞詳細復雜的內部結構。一旦與高級顯微成像技術(shù)相結合，這項技術(shù)將大有用處。以前的研究方法局限性很大，因為透明進(jìn)程本身會(huì )損傷結構。

　　早在2011年，Miyawaki博士帶領(lǐng)的研究小組就宣稱(chēng)，研究出一種被稱(chēng)為Scale的原始“配方”，這是一種以尿素為基礎的水溶液，可以使組織變得“透明”，但同時(shí)也會(huì )給組織造成損傷。接下來(lái)四年，研究小組經(jīng)過(guò)不懈地努力不斷改良原始配方，最終研制出一種被稱(chēng)為ScaleS的山梨糖醇和尿素溶液，不但可以使組織變得透明，同時(shí)也不會(huì )給組織造成任何損傷。Miyawaki博士透露：“我們新配方的關(guān)鍵成分在于山梨糖醇，這是一種普通的糖醇。將山梨糖醇與尿素按正確比例進(jìn)行配比，我們就可以在幾乎零損傷的情況下創(chuàng )造出透明的腦組織，以適用我們的標記技術(shù)，這對老年研究也一樣有效。”

　　研究人員先向觀(guān)眾展示了ScaleS是如何保存組織，之后通過(guò)三維視圖，展現了老年癡呆癥患者死掉大腦中神秘的“擴散”病斑。這項技術(shù)非常實(shí)用，其探測成就是2D成像技術(shù)無(wú)法匹敵的。

　　借助這項新技術(shù)，研究人員可以創(chuàng )造出透明的大腦樣本，并可在不損傷樣本的情況下將其在溶液中保存一年多。由于大腦結構足夠堅固，研究人員可以對其進(jìn)行微米級切片，以進(jìn)行更細致的分析研究。Miyawaki博士補充說(shuō)：“光透技術(shù)的真正挑戰在于微觀(guān)層面。除了允許通過(guò)光顯術(shù)觀(guān)察組織外，還需要一種可確保組織保存完好的實(shí)用溶液，以保證對組織進(jìn)行有效的電子顯微鏡檢查。”研究人員先向觀(guān)眾展示了ScaleS是如何保存組織，之后通過(guò)三維視圖，展現了老年癡呆癥患者死掉大腦中神秘的“擴散”病斑。這項技術(shù)非常實(shí)用，其探測成就是二維成像技術(shù)無(wú)法匹敵的。

　　與當前假設相反的是，擴散病斑并不是孤立的，它們與小神經(jīng)膠質(zhì)廣泛相聯(lián)。小神經(jīng)膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統中最小的一種膠質(zhì)細胞，是普通的免疫細胞，可以保護大腦免于損傷以及免于大腦疾病再生。Miyawaki博士指出：“用ScaleS處理的透明組織結合三維顯微術(shù)，很顯然比二維體視學(xué)和免疫組織化學(xué)方法具備明顯優(yōu)勢。我們的這項新技術(shù)將不但有助于研究老年癡呆癥的病斑觀(guān)測，還有助于檢查普通的神經(jīng)回路，準確定位標示其它腦疾病的結構性變化。”