神经科学的最终前沿：细胞外空隙

研究人员使用新技术看到小鼠大脑细胞外空隙 图片来源：《细胞》

大脑的神经元和胶质细胞之间的空隙是一个重要但未被充分研究的结构，被称为神经科学的最终前沿：细胞外空隙。借助新的成像范式，科学家现在可以看到并研究这个充满流体的复杂空间。近日，相关小鼠研究刊登于《细胞》杂志。

该论文资深作者、法国波尔多大学神经科学学院的U.Valentin Nägerl表示，细胞外基质约占大脑总量的20%，“非常复杂，而且重要”。“这些图像让我们对大脑组织的原始状态和流动的复杂性有了新认识。”他说。

为了看到这一结构，Nägerl和同事将一种扩散的荧光染料与超分辨率的显微镜结合在一起，在这种情况下，激发了发射损耗（STED）显微镜，以产生高质量的脑组织和空间3D重建模型。

神经元之间的空间被认为可以调节脑脊液的流动和在睡眠中清除代谢物等。了解其构成有助于在大脑中更好地药物传递。但细胞外空隙在健康和患病大脑中的结构和功能仍在很大程度上未知。

这项技术揭示，细胞外空隙是大量从神经元细胞体延伸出的的缓慢移动的卷须体，它们都浸在液体中。该技术将神经元和胶质细胞描绘成尖锐的阴影，因此得名超分辨率阴影成像（SUSHI）。

Nägerl指出，SUSHI对大脑组织微观解剖结构的详细描述“就像同时看到森林和树叶一样”。而且，它能显示树突的形状和追踪神经元信息处理过程，提供了电子显微镜、荧光显微技术和磁共振成像等技术无法获得的背景信息。

该技术可以帮助研究人员观察大脑发育和疾病期间大脑突触的变化。随着手术技术和自适应光学技术的进步，SUSHI可能会在不久的将来被使用在完整活体大脑中。

文章来源：科学网