各種成像方法被用來捕捉有關組織、細胞和亞細胞結構的信息。然而單一的方法只能捕捉到關于組織結構或功能的信息，并且在納米尺度上的細節(jié)觀察意味著科學家失去了關于更廣泛的環(huán)境的信息。也就是說，為了獲得對組織的全面了解，科學家們需要結合成像技術。
在新研究中，科學家們開發(fā)了一種結合七種成像方法的方法，其包括體內成像、同步輻射X射線和體積電子顯微鏡。他們通過對小鼠大腦的兩個不同區(qū)域–嗅球和海馬–進行成像來證明他們的方法。
重要的是，該技術可以應用于大腦的其他區(qū)域或身體的其他部分，并為科學家提供對許多不同生物結構和組織的更詳細的了解。
成像過程的每個步驟都提供了不同的信息。首先，研究人員使用體內鈣成像技術將大腦特定區(qū)域的神經元可視化并查看小鼠接觸氣味時哪些神經元處于活躍狀態(tài)。
在小鼠被安樂死后，科學家使用各種方法對腦組織樣本進行成像，這包括同步輻射X射線斷層掃描–它可以捕捉到長度達數毫米的樣本。這種規(guī)模足以讓科學家們看到整個神經網絡以及特定細胞或其他結構在樣本的更大范圍內的位置。重要的是，這種方法不會損壞樣本，因此它可以用另一種技術再次成像。
然后，研究人員選擇了特別感興趣的區(qū)域并用電子顯微鏡進行成像從而以高分辨率捕捉復雜的細節(jié)。在一些目標區(qū)域，這可以映射出小至10納米的細節(jié)，這使得研究人員能看到微小的結構如連接神經元的單個突觸。
通過利用計算機算法，研究人員將這些結果結合起來并繪制出他們所研究的大腦部分的結構和功能的完整地圖。據悉，最大可達幾立方毫米。
來自克里克大學感覺電路和神經技術實驗室的研究論文第一作者和首席實驗室研究科學家Carles Bosch指出：“我們的方法提供了一種可靠的方法來克服在巨大的不同規(guī)模的結構上成像的挑戰(zhàn)。我們相信它將成為研究哺乳動物大腦中的神經元回路以及其他組織的結構和功能的有力工具?！?/p>
克里克大學高級作者、感覺電路和神經技術實驗室負責人Andreas Schaefer稱：“我們對將這種方法應用于大腦非常感興趣，在那里，除了關于特定神經元和突觸的信息外，收集關于整個神經網絡的信息也非常重要，這些神經網絡的長度為幾毫米。但它也有很大的潛力在其他環(huán)境中發(fā)揮作用，如癌癥生物學，研究人員的目的是了解特定細胞在更廣泛的腫瘤背景下的活動?！?/p>
據悉，研究團隊將繼續(xù)這項研究并使用這種成像方法來發(fā)現關于嗅球的更多細節(jié)，當然，他們還會進一步努力改善該技術。
