Ученые сделали мозг прозрачным

Исследователи Стэнфордского университета разработали технологию, которая должна оказаться очень полезной для человечества. Они разработали процесс, называемый CLARITY (ясность), который делает цельный мозг прозрачным, что позволяет  делать посмертные обследования без разрезов и открывает двери к огромному количеству информации о нашем наименее понятном органе.

Основными виновниками загадочности мозга являются липиды, жирные молекулы, которые встречаются по всему телу и выступают в качестве структурных компонентов клеточных мембран. Эти молекулы дают мозгу большую часть своей структуры, но они также делают его в значительной степени непроницаемым для химических веществ и света. Было бы гораздо лучше, если бы была возможность удалить липиды. Это именно то, что сделали биолог и психиатр Карл Дайссерот (Karl Deisseroth) и его команда.

Из-за того, что простое удаление липидов может заставить оставшиеся ткани разваливаться, исследовательская группа нашла способ заменить их оптически прозрачным гидрогелем. Это осуществляется путем погружения нетронутого мозга в гидрогелевый раствор, который содержит отдельные молекулы, известные как акриламид. Акриламид наполняет ткани и, когда мозг нагревают примерно до температуры тела, начинает полимеризоваться, благодаря которому чему образовывается сетка по всему мозгу и удерживает все вместе. Все,  за исключением липидов. Это позволяет извлечь липиды с помощью электрического поля в процессе, называемом электрофорезом. Исследователи говорят, что весь процесс сохраняет биохимию мозга так, чтобы прозрачный мозг со всеми его нейронами, аксонами, дендритами, синапсами, белками, нуклеиновыми кислотами и другими важными структурами оставались там, где они должны быть.

"Этот подвиг химической инженерии обещает революцию в изучении анатомии мозга и изменений, которые вносят в него болезни", говорит доктор Томас Инзель (Thomas Insel),  директор Национального института психического здоровья. "Больше не будет углубленного изучения нашего  самого важного трехмерного органа двумерными методами".

Хотя большинство исследований проводилось на мозге мышей, аналогичные результаты были достигнуты на рыбках данио и хранившихся образцах человеческого мозга. Дайссерот говорит, что у CLARITY есть потенциал в использовании не только в головном мозге млекопитающих, но и в других тканях для изучения внутрисистемных отношений. Дайссерот объясняет технологию CLARITY в следующем видео.