看看今年最令人震惊的神经科学图像

为了了解健康大脑的工作原理以及大脑疾病的发生情况，神经科学家使用了许多显微镜技术，从全脑人体 MRI 到单个神经元（脑细胞）内的成像，在此过程中创建了令人惊叹的图像。以下是昆士兰大学昆士兰脑研究所的科学家们在 2017 年制作的一系列最优秀、最出色的图像。

这是小鼠胚胎大脑的侧视图。释放多巴胺（一种与奖励和愉悦有关的神经递质）的神经元轴突（深蓝色）向其目标大脑区域生长。

随着神经科学越来越受到公众的关注，研究人员正努力使他们的研究成果为大众所接受，这与波普艺术运动如出一辙。这些是人类大脑的 MRI 图像。

这幅图显示了扩散张量成像，这是一种基于 MRI 的神经成像技术，揭示了啮齿动物大脑中胼胝体的纤维束。胼胝体将大脑的左半球和右半球连接在一起。颜色代表纤维束穿过大脑的不同方向。

小规模奇迹

下面的彩色图像显示了单个分子的纳米级运动，这些分子对于介导神经元之间的通信至关重要。了解这些分子是如何组织的，以及它们如何移动，是理解大脑在健康和疾病中的关键。

它们看上去可能像烟花，但这张图片展示了单个肌动蛋白分子的纳米级运动。肌动蛋白是一种必需蛋白质，存在于所有植物和动物细胞中，在这种情况下，肌动蛋白是一种神经分泌细胞，一种向血液释放信息分子的特殊类型的神经细胞。

该图显示的是大脑皮层区域内单个神经元（金色）的活动，是在周围的神经元（乳白色）被闪光激活后记录的。

蓝色神经元可能是珊瑚礁上的蝠鲼，它表达了一种用荧光标记物标记的蛋白质。周围细胞的粉色是由内质网形成的，内质网是一种对加工和运输蛋白质很重要的细胞结构。

老鼠脊髓的这一部分显示了多种类型的神经元。粉红色的小神经元与疼痛有关，而绿色的大神经元与运动有关。

海马体是大脑中对学习和记忆至关重要的区域，其神经元组织看起来就像一片积雪的森林。“雪”由细胞核组成，细胞核中含有每个细胞的遗传物质。“树”是神经元的突起，电信号沿着这些突起传播，从而实现与其他细胞的通信。

疾病中的大脑

在阿尔茨海默病中，tau 蛋白（金）在积累时会产生毒性。很难相信这些迷人的宝石般的簇状物会如此具有破坏性。

了解高级别脑肿瘤的特征对于找到治疗疾病的方法至关重要。高分辨率荧光成像使我们能够研究正常脑细胞如何变成癌细胞以及它们的行为方式。该图像展示了癌细胞（红色）渗透到正常脑组织（绿色）的过程。

来自大自然的见解

研究包括海洋生物、斑马鱼和蛔虫在内的模型生物可以分别深入了解视觉、大脑发育和神经再生。

深海生物，包括这种宝石乌贼，会发出自己的光来防御、吸引猎物，甚至伪装。在 600 米深的水下，宝石乌贼发光器官发出的生物荧光对猎物具有致命的吸引力。

这只螳螂虾的每只眼睛都有两片视网膜。螳螂虾拥有世界上最复杂的视觉系统；它们可以看到可见光和紫外线，并能反射和检测圆偏振光，这是自然界中极为罕见的能力。

这些是一周大斑马鱼大脑中神经元的放电情况，使用定制显微镜以 3D 形式记录，并用颜色编码表示深度。对幼年斑马鱼大脑中的活动进行成像可能有助于了解大脑是如何形成并发挥功能的。

一盘处于生命周期不同阶段的秀丽隐杆线虫。秀丽隐杆线虫是一种简单、半透明的生物，是研究人员研究神经系统的理想模型。

感谢 QBI 图形设计师 Nick Valmas 博士、科学作家 Donna Lu 和 QBI 博士生 Abdalla Z Mohamed。
Wei Luan 是昆士兰大学的博士后研究员，Merja Joensuu 是博士后研究员，Ravi Kiran Kasula 是昆士兰大学的博士生。本文最初发表于 The Conversation。