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　　本月，英國《自然》科學(xué)雜志刊登了一組類似于印象派畫一樣的圖片，實際上它是哈佛大學(xué)科學(xué)家最新發(fā)明的有關(guān)老鼠大腦細胞(神經(jīng)元)的一組彩色成像圖。而展示這種彩色腦細胞成像的技術(shù)，有一個十分奇特的名字“brainbow”，它和彩虹的英文“rainbow”只差一個字母，因此，有人把它稱為“腦虹”。盡管彩色照片對于現(xiàn)代人來說已經(jīng)太過普通，但是能讓腦細胞呈現(xiàn)出90多種鮮明的顏色，在人類的科技史上卻是一個重要的突破。

　　水母發(fā)出綠色熒光的啟示

　　在“腦虹”技術(shù)誕生之前，人類只能使用兩種顏色顯示大腦細胞。這就是沿用至今的高爾基染色法(Golgi Stain)。1876年，

　　而這項刊登在《自然》雜志上的研究主要是由哈佛大學(xué)的博士后讓·李維完成的。研究的靈感來自水母，由于水母有一個基因能夠產(chǎn)生出散發(fā)綠色熒光的蛋白質(zhì)。而得益于這種啟發(fā)，研究人員后來找到一種辦法，將這種基因移植到實驗老鼠體內(nèi)，并且只讓它們的神經(jīng)元發(fā)光。最早那批實驗鼠的神經(jīng)元只發(fā)出綠光。后來研究人員設(shè)法給其他老鼠注入別的基因，使它們的神經(jīng)元發(fā)出紅光、黃光和綠光。研究者們能一次性就為幾百個神經(jīng)元細胞染上90多種色相鮮明的顏色，通過這種辦法很大程度上解決了腦細胞成像的顯示問題。

　　這種方法稱為“腦虹”。利用“腦虹”，研究者將能夠追蹤神經(jīng)元在神經(jīng)系統(tǒng)中的活動，從而獲得對神經(jīng)系統(tǒng)的組織和功能的新理解?！斑^去人們很難描繪出這些神經(jīng)系統(tǒng)圖案，這種方法能夠幫助我們解決這個問題。”哈佛大學(xué)分子和細胞生物學(xué)系以及腦科學(xué)研究中心的教授約書亞·薩尼斯說。

　　“腦虹”技術(shù)與彩色顯示器原理

　　對于“腦虹”技術(shù)，美國科學(xué)家杰夫·理查曼把“腦虹”比作彩色顯示器。他說：“‘腦虹’和電視成像的原理有很大的相似之處，就像電視顯示器能用紅色、綠色與藍色這三種原色的不同組合制造出各種顏色一樣，‘腦虹’利用神經(jīng)元細胞內(nèi)所存在的三種以及三種以上的熒光蛋白質(zhì)通過化合，生成多種色彩。”

　　不過，和電視顯示器利用光波長短不同制造顏色不同，“腦虹”技術(shù)所需要的基本顏色取材于生物的色素基因。紅基因色素來源于珊瑚，藍色素則是利用水母中的綠色熒光色素加工而成。在整個研發(fā)“腦虹”技術(shù)的過程中，研究者們首先將色素基因與DNA打包成組，然后將這些組合直接插入可孕育成老鼠的細胞基因組。隨著細胞的分裂、胚胎的形成，這些色素基因也隨之分裂生長。為激活這些色素基因，研究人員還將一種來自細菌的重組基因植入老鼠的細胞內(nèi)。憑著這些在老鼠大腦內(nèi)部的不同部位或不同發(fā)育階段使用色素基因的標記，科學(xué)家們就能輕易地對老鼠大腦中不同類型的細胞涂上不同的顏色。目前，哈佛大學(xué)的研究人員已通過“腦虹”技術(shù)觀測老鼠的大腦神經(jīng)系統(tǒng)，并且觀察到了一些相當(dāng)有趣的但不為人知的神經(jīng)元細胞分布模式。

　　“如果你的電腦機箱里面有100根電線，而且每根電線的顏色都相同，那么你幾乎不可能把每根電線都理清楚?！彼_尼斯解釋說，“但如果那些電線有100種不同的顏色，那么你要看清楚它們連向哪里、如何分叉就很簡單了?！?/p>

　　更完善的大腦圖景

　　大腦是生物最精密的器官，而人類對于大腦的探索從未停止。這是一個大腦科學(xué)的時代，人類憑借著先進的科學(xué)技術(shù)，不斷深入地探知大腦的奧秘。科學(xué)家繪制出了老鼠大腦的基因圖譜，并發(fā)現(xiàn)老鼠大腦中90%的基因和人類相同。而如何清晰地顯示大腦復(fù)雜的細胞構(gòu)成，讓更多人對大腦的結(jié)構(gòu)有根本的認知，同時讓科學(xué)家能更清晰地觀測出腦細胞的變化過程，都是留給各國科學(xué)家解決的難題。

　　而“腦虹”技術(shù)，利用豐富的色彩，極其清楚地顯示出老鼠大腦細胞的結(jié)構(gòu)。這在極大程度上能夠幫助科學(xué)家在基因的圖譜上，更快地建立大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)詳盡圖表。同時，“腦虹”技術(shù)也為人類認知并治愈疾病打開了一扇大門，通過“腦虹”成像，科學(xué)家開始研究孤獨癥、智力障礙、狂躁癥、抑郁癥以及學(xué)習(xí)障礙等可能和大腦的神經(jīng)線問題相關(guān)的疾病。

　　然而，“腦虹”成像技術(shù)卻并非無可挑剔。由于其呈現(xiàn)出來的這些豐富的顏色必須在熒光顯微鏡下才會顯現(xiàn)，而這種顯微鏡價格非常昂貴，通常一臺需要幾十萬美元。同時，由于“腦虹”顯示技術(shù)是在基因技術(shù)和遺傳技術(shù)結(jié)合的背景下發(fā)明的，因此，“腦虹”技術(shù)的適用對象目前暫時局限于經(jīng)過基因改造過或

以下就是部分發(fā)表的老鼠“腦虹”圖片：

這幅圖片顯示的是腦干負責(zé)聽覺的神經(jīng)元細胞相互纏繞，哺乳動物聽覺神經(jīng)的軸突都很粗，部分原因是由于大腦對處理聽覺信號的速度要求很高。

這幅圖片顯示的是一個腦干神經(jīng)元細胞（紅色）被來自其它神經(jīng)元細胞（藍色或者黃色）的殘留信息所包圍。腦干神經(jīng)元負責(zé)大腦的低層功能，比如呼吸和心跳。

這幅圖片顯示的是小腦，小腦負責(zé)運動和身體平衡。

這幅圖片顯示的是連接大腦和軀體的神經(jīng)索。這些細長的神經(jīng)軸突連接大腦和肌肉的神經(jīng)細胞，負責(zé)把來自大腦的指令傳達到肌肉。

這幅圖片顯示的是膠質(zhì)細胞。膠質(zhì)細胞又稱“星形細胞”，負責(zé)神經(jīng)元細胞的正?；顒优c物質(zhì)代謝，能夠保護甚至修復(fù)神經(jīng)元。

這幅圖片顯示的是大腦皮層（也叫“灰質(zhì)”）的神經(jīng)元細胞，這些神經(jīng)元負責(zé)高級認知功能和不同的感官功能。

這幅圖片顯示的是負責(zé)學(xué)習(xí)和記憶的海馬體，其中綠色橢圓體是膠質(zhì)細胞，有很多細絲的就是神經(jīng)元細胞。