腦彩虹是一項(xiàng)最新大腦成像技術(shù)，通過(guò)使用熒光蛋白點(diǎn)亮大腦內(nèi)部的神經(jīng)元幫助科學(xué)家理解大腦的運(yùn)作。盡管這些絢麗多彩的圖片如同掛在現(xiàn)代藝術(shù)畫(huà)廊里的美圖，但它們卻不是藝術(shù)品。實(shí)際上，它們只是一些最新神經(jīng)學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)成果。
自由形式：該腦彩虹圖取自于實(shí)驗(yàn)鼠的大腦，顯示了調(diào)節(jié)某些肌肉收縮的神經(jīng)軸突是分散的。
實(shí)驗(yàn)鼠視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元亞單位：新成像技術(shù)有助于神經(jīng)科學(xué)家們了解更多大腦加工信息的原理。
神經(jīng)元支架。神經(jīng)軸突中蛋白質(zhì)的圖像。這些神經(jīng)軸突形成精細(xì)的分子支架，使神經(jīng)元又細(xì)又長(zhǎng)，散布在大腦之中。利用天然抗體對(duì)特定分子的非凡識(shí)別力對(duì)抗體染色制備了這些樣本。
據(jù)報(bào)道，研究人員用特殊處理的熒光蛋白植入老鼠的腦細(xì)胞，這些熒光蛋白能夠“點(diǎn)亮”神經(jīng)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(shù)被命名為腦彩虹，它的產(chǎn)生讓神經(jīng)科學(xué)家們第一次有機(jī)會(huì)從內(nèi)部研究活體大腦。當(dāng)外界信息涌入大腦時(shí)，腦彩虹讓神經(jīng)科學(xué)家們更加了解神經(jīng)回路是如何加工信息的。
據(jù)悉，這項(xiàng)技術(shù)源自水母的熒光蛋白質(zhì)的利用?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，把熒光蛋白注入生物大腦可以點(diǎn)亮大腦內(nèi)部細(xì)胞。神經(jīng)科學(xué)家卡爾-施科納維在《人類(lèi)發(fā)明》的訪問(wèn)中稱(chēng)：“綠色熒光蛋白在一種綠色水母中發(fā)現(xiàn)，人們一直好奇為何它是綠色的。經(jīng)過(guò)多年的研究，人們計(jì)算出這種綠色熒光蛋白的基因編碼?！蓖ㄟ^(guò)使用非常普通的基因工程技術(shù)，你就可以將這種基因植入研究對(duì)象的任何細(xì)胞，從而使細(xì)胞呈現(xiàn)出綠色。綠色熒光蛋白最突出的作用是應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)鼠的活體大腦，這樣，你就可以在實(shí)驗(yàn)鼠生長(zhǎng)時(shí)研究它們的腦部了。
自綠色熒光蛋白首次使用以來(lái)，科學(xué)家們還繼續(xù)開(kāi)發(fā)了各種色彩的熒光蛋白，這些熒光蛋白嵌入神經(jīng)元以后，單個(gè)細(xì)胞在“叢林”中顯得更加突出。
施科納維是哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)科學(xué)博士生，是知名的科學(xué)傳播者。他解釋道：“假如我想在動(dòng)物大腦的Y區(qū)域研究X神經(jīng)元，并且我想知道動(dòng)物生長(zhǎng)時(shí)，這些神經(jīng)元的情況，我只需要將這些基因啟動(dòng)的熒光蛋白嵌入動(dòng)物的腦細(xì)胞之中，動(dòng)物成長(zhǎng)時(shí)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(xì)胞被點(diǎn)亮了，因?yàn)樗鼈儽硎玖四撤N基因的作用。”
施科納維把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)鼠的大腦中，嘗試研究信息是如何經(jīng)過(guò)大腦的，并作為他的博士課題。他說(shuō)： “信息通過(guò)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(jié)構(gòu)化含噪信息，但是我們的大腦不費(fèi)吹灰之力就自動(dòng)迅速的將這些信息組織起來(lái)使之井井有條。問(wèn)題是，大腦到底是怎么運(yùn)作的呢?”
腦彩虹技術(shù)的應(yīng)用讓神經(jīng)科學(xué)家們漸漸明白了神經(jīng)回路之間是如何相互協(xié)作處理加工外部信息。
然而，腦彩虹的發(fā)展還在初始階段，就如望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之前，我們只能用雙眼眺望星空。施科納維認(rèn)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(qiáng)大方式運(yùn)行著，但是我們還不能夠解釋這些工具運(yùn)行的道理，所以我們還要進(jìn)行孜孜不倦的研究?！?
腦彩虹只是人類(lèi)研究大腦的萌芽階段，但像施科納維這樣的科學(xué)家們已經(jīng)逐漸開(kāi)始理解了復(fù)雜神經(jīng)元工作的機(jī)制。
