画张地图，解密大脑

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大脑就像是一个错综复杂的迷宫。一个小小的问题就可能导致精神疾病或者脑神经疾病，但是我们却像无头苍蝇一样，不知道根源在哪里。继人类基因图谱之后，欧美国家又开启了人类大脑图谱的绘制计划，将利用切片和透明化等技术，揭开大脑的神秘面纱。

缺张地图的迷宫

大脑是我们最精密和复杂的器官，我们的情绪变化、感知能力、遣词造句、平衡能力、运动能力等都与大脑密切相关。然而，大脑也是我们了解最少的器官，因此许多精神疾病和脑神经疾病对我们而言都十分神秘，我们不知道这些疾病如何发生，也不知道到底是大脑的哪个部分出现了什么问题，只能坐以待毙。

DSM是美国的精神疾病分类和诊断标准，我国现在用的CCMD-3诊断标准就是参照DSM-IV制定的。今年，美国出台了新的精神疾病分类和诊断标准——DSM-V， 不出意外，质疑之声四起。根据DSM来诊断精神疾病似乎有很大的局限性。科学性上更为成熟的医学领域通常都有明确的解剖学、生理学、生物化学、基因学的“证据”，而在精神疾病领域，DSM却只依靠患者的症状进行诊断，未免显得有些“单薄”。如果脑神经学的进步，能够让我们从解剖角度寻找到精神疾病的根源，一切也许会变得更加清晰。

除了精神疾病，我们对阿兹海默症、帕金森、癫痫等脑神经疾病也几乎束手无策。虽然，核磁共振等成影技术能够帮助医生尽早发现阿兹海默症等疾病，从而尽量延缓病程的发展，但仍然无法让研究者了解神经元是如何遭到破坏，损伤又是如何一步步扩展的。大脑像是一个陌生而又错综复杂的迷宫，我们现在急需制作一份准确而精密的地图，然后一步步进行探索和发掘。

精度最高的3D大脑图

一个国际神经学家团队将一位65岁女性死后的大脑切片、成像和分析，制作出了至今最详尽的人类3D大脑图。该大脑图展示了显微镜精度的神经元组织，有助于更新现有的大脑结构信息。相关论文发表在《科学》期刊上，完整的数据集也将上传到互联网，供全球科研人员免费下载。

为了制作人类大脑图，德国和加拿大的研究人员挑选了一位65岁女性死亡后的大脑，然后利用一种超薄切片机，将由石蜡包裹的脑组织小心翼翼地切成7400多片，每片的厚度只有20微米，接着将切片染色，用于发现细胞体，接着对它们进行数字化处理。经过总共1000个小时的艰辛工作，终于创建出一幅三维脑图像。研究者之一、德国杜塞尔多夫大学的神经学家卡特琳·阿姆茨说，这位女性的大脑并无特别之处，他们挑选的唯一标准就是要一个没有神经或精神方面问题记录的脑，也就是所谓“健康的脑”或者“正常的脑”。

这幅3D大脑地图的分辨率达20微米，比一根头发丝还细，而利用核磁共振成像技术构建的大脑图精度只能达到1毫米，因此前者比后者要高出50倍。可以说，该大脑图的精度要远高于现有的基准脑图的。这对于更好地认识人类中枢神经系统的复杂结构具有重大意义。

研究人员说，这一研究项目，为了解认知、语言、情绪及其他类似过程的神经生物学基础铺平了道路，它也将能帮助科学家更好地认识阿兹海默症等疾病的病理，并为药物研发提供有价值的信息。

将大脑透明化

斯坦福大学生物工程学的研究团队，使用一种果冻状的水凝胶替换掉大脑中不透明的组织，将大脑透明化，让研究者可以清楚地看到神经元（大脑神经细胞）以及神经元之间错综复杂的突触。将大脑放进充满水凝胶的容器中，水凝胶分子就会慢慢渗透其中，并将原本细胞外包裹的脂质双分子层替换掉。稍后，再用电化学方法移除被替换掉的脂质双分子层。接着，研究人员将处理过的大脑加热到正常人体温度，使分子间形成坚固的网状结构，好似包裹在脑外的一个壳。放置8天后，一个完整的、透明的大脑就出现了。

用裸眼就可以在这个透明的大脑上清楚地看到丘脑、脑干、大脑皮质和海马体等大脑结构，在显微镜下，则可以进一步看到大脑活动的基础结构——白质，就连神经回路和细胞都能看得见。科学家制作出的透明化的第一个人类大脑，来自一名孤独症患者。

相比将大脑组织切成薄片制作而成的大脑图，这种整体的透明化大脑能够清楚地呈现神经元之间的联系，因为神经元延伸出去的突触没有被切断。正是神经元的突触之间所传递的信息构成了我们的所有思绪，将它们完整地保留对于中枢神经系统的研究十分重要。另外，由于使用的水凝胶透明且具有渗透性，因此研究人员可以在其中加入不同颜色的荧光染料，特定的部位或细胞就可以被标记出来。让人能更容易分辨出大脑不同的部位。