Ein Team von Neurowissenschaftlern hat eine Reihe erstaunlicher, detaillierter Bilder des Gehirns von Fruchtfliegen erstellt.
Die Bilder sind keine Fotos, aber sie wurden durch Erfassen von sichtbarem Licht erstellt. Um sie zu erstellen, kombinierten die Forscher zwei Techniken - eine, die dazu führte, dass das Gehirngewebe viel größer als üblich wurde, und eine andere, die es den Forschern ermöglichte, präzise Fotos von diesem Gewebe zu machen, ohne es zu beschädigen.
Das Ergebnis war eine farbenfrohe und vollständig durchsuchbare Karte eines Gehirns von Fruchtfliegen, die laut Aussage des MIT (wo einer der Forscher arbeitet) nicht größer als ein Mohn ist.
Es ist schwierig, empfindliche Gewebe auszudehnen, aber es kann für die neurowissenschaftliche Forschung nützlich sein. In vielen Fällen sind Neuronen und ihre Verbindungen zu klein, um sie leicht abzubilden und abzubilden. Die als "Expansionsmikroskopie" bezeichnete Technik wurde erstmals im Jahr 2015 entwickelt und in einem Artikel von Ed Boyden (einem der Schöpfer der Fruchtfliegenbilder und Neurowissenschaftler am MIT) und zwei weiteren Forschern beschrieben.
Damit die Technik funktioniert, fanden sie ein Polymer, das in Zellen eindringt, ohne sie zu zerstören. Dann tränkten sie ein Maushirn mit dem Zeug. Sobald die Polymere das Gewebe durchdrungen hatten, gossen die Forscher ein Bad über das Gewebe, wodurch sich die Polymere ausdehnten und die Zellen selbst zur einfacheren Untersuchung physikalisch ausdehnten.
Diese Technik allein hätte jedoch nicht ausgereicht, um diese wunderschönen Gehirnbilder zu erstellen. Um das erweiterte Gehirn detailliert genug zu scannen, verwendeten die Forscher eine Technik, die zuvor von einem anderen Co-Autor - Eric Betzig, einem Biologen an der UC Berkeley - entwickelt worden war, um Gewebe mit nur Licht und Mikroskopen schnell in 3D zu scannen.
Diese Technik, die als "Gitterlichtblattmikroskopie" bezeichnet wird, beinhaltet das Aufleuchten einer Lichtlinie durch den Boden des Gewebes. Es beleuchtet nur eine flache Ebene des Gewebes, als würde eine einzelne Scheibe in einem Laib Brot leuchten, das hell genug ist, um durch die Vorderseite des Laibs gesehen zu werden. Eine Mikroskopkamera, die in einem 90-Grad-Winkel zum Lichtstrahl montiert ist, kann dann diese beleuchtete Ebene erkennen und aufzeichnen, wie sie aussieht. Wenn Sie dies immer und immer wieder tun (von der vorderen bis zur hinteren Scheibe), bleibt ein dreidimensionales Bild des Gewebes übrig.
Dies ist eine große Sache, sagten die Forscher, da sowohl die Expansionsmikroskopie als auch die Gitterlichtblattmikroskopie für Neurowissenschaftler relativ schnelle und unkomplizierte Methoden sind, die sie in ihren Labors anwenden können. Und jetzt können sie es Forschern zusammen ermöglichen, große Gehirnstücke schnell und unglaublich detailliert abzubilden.
Die Neurowissenschaften befassen sich zunehmend mit dem Verständnis großer Teile des Gehirns, ohne die mikroskopische Sicht auf das Geschehen loszulassen. Einige Forscher glauben, dass eine detaillierte Kartierung des Gehirns seine Geheimnisse enthüllen könnte. Jetzt haben sie einen neuen Weg, das zu tun.
