蔡司革新成像科技 Airyscan——让您的共聚焦超高分辨成像

重构大脑回路图谱

Jeff Lichtman与他的工作小组运用蔡司解决方案成功揭秘人类大脑神经连接体

Kasthuri et al., Cell, Volume 162, Issue 3

Kasthuri et al., Cell, Volume 162, Issue 3

哈佛大学利希特曼实验室近期发表了一篇文章,文章中提到了一系列应用于探究纳米级分辨率下神经细胞组织结构的自动化技术。这些技术已经运用到对老鼠大脑皮层中1500立方微米的亚体积进行“饱和性”重构,这其中包含所有的细胞物质(神经元轴突,神经元树突以及神经胶质)和大多数亚细胞组分,其中包括1700个神经元轴突的突触以及10万多个突触囊泡,树突棘,脊柱组织,突触后密集区和线粒体。

 

所有的数据都是通过图像呈现的并逐条记载录入数据库。这套方法是基于发展一种能自动对脑组织进行超薄切片(<30nm)的方法,使用扫描电子显微镜对其进行自动成像,然后进行校正,分割以及分析产生的突触连接。基于ATUMtome 的自动高通量成像都是使用蔡司Sigma扫描电子显微镜蔡司Atlas成像软件以及蔡司的多束电子显微镜MultiSEM实现。

数据组会被用来研究大脑细胞组织结构的特性。在这项研究中会对老鼠大脑皮层中的突触连接进行分析。通过追踪兴奋轴突的运动轨迹并标示出突触和非突触的并列位置以及利用树突获取的数据能够驳斥当下的流行理念,即物理接触能够预测突触连接(所谓的彼得法则)。

分析显示那些特别的兴奋性轴突更偏向于树突棘而不是仅仅局限在相互间的联系。现在这些图像,细胞的分裂以及突触分布表都可以通过在线数据库获取,所有对基于数据处理的人类大脑构架感兴趣的研究人员够可以借助该数据库进行大脑皮层复杂性的深入研究。

Gregor Dellemann (ZEISS), Jeff Lichtman (Harvard CBS), Richard Schalek (Harvard CBS), Nicole Bengesser (ZEISS), Pascal Anger (ZEISS)

Gregor Dellemann (ZEISS), Jeff Lichtman (Harvard CBS), Richard Schalek (Harvard CBS), Nicole Bengesser (ZEISS), Pascal Anger (ZEISS)