窺視大腦深處：奈米科技開啟神經成像新紀元
科學家們一直在尋找更好的方法來探索大腦，這個使我們能思考、學習、感受的奇妙器官。最近，一個由生命與生活系統探索研究中心（Exploratory Research Center on Life and Living Systems,ExCELLS）和國家生理科學研究所（National Institute for Physiological Sciences,NIPS）領導的研究團隊帶來了令人激動的進展：一種名為「奈米薄片結合光固化樹脂」（nanosheet incorporated into light-curable resin,NIRE）的新型大腦成像方法。
想像一下，我們能夠看到清醒小鼠大腦內部的活動，就像窺視一個繁忙城市的夜景一樣。NIRE技術就是這樣的一扇窗口，它使用一種特殊的材料——氟聚合物奈米薄片，覆蓋上光固化樹脂，從而創造出比傳統方法更大的「觀察窗口」。
這項技術的創新之處在於，它能夠覆蓋大腦的更大區域，從頂葉皮層延伸到小腦。這意味著科學家可以同時觀察大腦中相距遙遠的不同區域。更令人興奮的是，這些「窗口」非常透明，並且可以長時間維持其透明度，讓研究者能夠長時間觀察大腦的活動。
新技術允許科學家近距離透視大腦內部
這種方法使用一種名為PEO-CYTOP的生物惰性奈米薄片，緊密貼合在大腦表面，即使是高度曲折的區域，如小腦，也能完美覆蓋。這樣的設計減少了因小鼠活動引起的影像扭曲，使得成像更加清晰和精確。（圖／Communications Biology）
NIRE技術的另一大優勢是，它允許長達六個月甚至更長時間的成像，這為研究大腦如何在不同階段，如成熟、學習和神經退化過程中的可塑性變化，提供了全新的機會。這種長期觀察對於理解大腦的網絡層面到細胞層面的功能至關重要。
不僅如此，NIRE技術的應用前景極為廣泛，從探索神經群體如何編碼信息，到研究大腦迴路是如何重塑以應對學習和記憶過程。它甚至可以幫助科學家理解那些依賴於大腦不同區域協調工作的高級腦功能。
這次新的技術出現代表了神經成像領域的一個巨大飛躍，它還為我們提供了一個前所未有的機會，以全新的角度來理解我們大腦的復雜性和功能。隨著這項技術的進一步應用和發展，我們將能夠更深入地揭開大腦奧秘的面紗。相關研究刊登在最新一期的《Communications Biology》。
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首圖來源：NINS cc By4.0
圖片來源：Communications Biology cc By4.0
參考論文：
1.Large-scale cranial window for in vivo mouse brain imaging utilizing fluoropolymer nanosheet and light-curable resin.Communications Biology
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