科學家發明腦彩虹成像技術 可輔助理解大腦運行

2012年11月12日09:29 來源：搜狐科學

　　【搜狐科學消息】據國外媒體報道，腦彩虹是一項最新大腦成像技術，通過使用熒光蛋白點亮大腦內部的神經元幫助科學家理解大腦的運作。儘管這些絢麗多彩的圖片如同掛在現代藝術畫廊里的美圖，但它們卻不是藝術品。實際上，它們只是一些最新神經學領域的技術成果。

　　據報道，研究人員用特殊處理的熒光蛋白植入老鼠的腦細胞，這些熒光蛋白能夠「點亮」神經元，從而使研究人員能夠研究大腦是如何處理信息的。該技術被命名為腦彩虹，它的產生讓神經科學家們第一次有機會從內部研究活體大腦。當外界信息湧入大腦時，腦彩虹讓神經科學家們更加了解神經迴路是如何加工信息的。

　　據悉，這項技術源自水母的熒光蛋白質的利用。科學家們發現，把熒光蛋白注入生物大腦可以點亮大腦內部細胞。神經科學家卡爾-施科納維在《人類發明》的訪問中稱：「綠色熒光蛋白在一種綠色水母中發現，人們一直好奇為何它是綠色的。經過多年的研究，人們計算出這種綠色熒光蛋白的基因編碼。」通過使用非常普通的基因工程技術，你就可以將這種基因植入研究對象的任何細胞，從而使細胞呈現出綠色。綠色熒光蛋白最突出的作用是應用於實驗鼠的活體大腦，這樣，你就可以在實驗鼠生長時研究它們的腦部了。

　　自綠色熒光蛋白首次使用以來，科學家們還繼續開發了各種色彩的熒光蛋白，這些熒光蛋白嵌入神經元以後，單個細胞在「叢林」中顯得更加突出。

　　施科納維是哥倫比亞大學神經科學博士生，是知名的科學傳播者。他解釋道：「假如我想在動物大腦的Y區域研究X神經元，並且我想知道動物生長時，這些神經元的情況，我只需要將這些基因啟動的熒光蛋白嵌入動物的腦細胞之中，動物成長時我只需要觀察就可以了。在我研究的樣本中，那些嵌入熒光蛋白的腦細胞被點亮了，因為它們表示了某種基因的作用。」

　　施科納維把這項技術應用到實驗鼠的大腦中，嘗試研究信息是如何經過大腦的，並作為他的博士課題。他說：「信息通過我們的眼睛、四肢、鼻子，從外部傳遞給我們的大腦，這些信息是非常原始的非結構化含噪信息，但是我們的大腦不費吹灰之力就自動迅速的將這些信息組織起來使之井井有條。問題是，大腦到底是怎麼運作的呢？」

　　腦彩虹技術的應用讓神經科學家們漸漸明白了神經迴路之間是如何相互協作處理加工外部信息。

　　然而，腦彩虹的發展還在初始階段，就如望遠鏡發明之前，我們只能用雙眼眺望星空。施科納維認為：「我們目前只觸及了冰山一角，我們的大腦有許多有趣而偉大的工具，這些工具以其自身特有的強大方式運行著，但是我們還不能夠解釋這些工具運行的道理，所以我們還要進行孜孜不倦的研究。」

　　腦彩虹只是人類研究大腦的萌芽階段，但像施科納維這樣的科學家們已經逐漸開始理解了複雜神經元工作的機制。（尚力）