憑借引進(jìn)細(xì)菌,、珊瑚與水母的基因，科學(xué)家們給實驗鼠原本紅色的大腦染上五顏六色,，以期厘清神經(jīng)腦細(xì)胞建立聯(lián)絡(luò)的主道與支線,。這項被稱為“腦虹”的新技術(shù)公布在11月1號的《自然》雜志上。它的發(fā)明者,，哈佛大學(xué)的專家們認(rèn)為,，這將使科學(xué)家能夠建立大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的詳盡圖表，有助于對大腦工作方式進(jìn)行深入研究,。  

    在此之前,，顯示神經(jīng)元細(xì)胞的技術(shù)最多只能使用兩種顏色，這就是高爾基染色法,。至今仍在使用的高爾基染色法由意大利醫(yī)師于1876年創(chuàng)立并發(fā)展,，該法每次都將全部神經(jīng)元細(xì)胞涂以顏料，但結(jié)果是只能使很少一部分成功染色,。  

    相比之下,，“腦虹”技術(shù)可使研究者們一次就給幾百神經(jīng)元細(xì)胞成功染上90多種區(qū)別分明的顏色。應(yīng)用遺傳再結(jié)合技術(shù),，研究者們首先將色素基因與DNA打包并將其插入可孕育成老鼠的細(xì)胞基因組,，隨著細(xì)胞的分裂、老鼠胚胎的形成,，這些色素基因也隨之分裂生長,。為激活這些色素基因，研究人員再將一種來自細(xì)菌的重組基因植入老鼠細(xì)胞,。通過在老鼠的不同部位或不同發(fā)育階段使用色素基因,，科學(xué)家們就可以對不同類型的細(xì)胞涂上不同的顏色。  

    研究小組成員杰夫·利希曼解釋稱,，“腦虹”技術(shù)“就像彩電顯示器用紅色,、綠色與藍(lán)色組合制造出各種顏色一樣，存于神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)3種甚至更多的熒光蛋白質(zhì)通過化合就可生成多種色彩,。”不同的是,，“腦虹”技術(shù)采用的是“青,、紅、黃”3種基因色素,。紅基因色素來源于珊瑚,，而青色素與藍(lán)色素則是由水母中的綠色熒光色素加工而成。染色后的切片圖片看似一幅抽象畫,，既絢麗美觀又頗具科研價值,。研究小組透露，他們已使用該技術(shù)觀測老鼠的神經(jīng)系統(tǒng),，并觀察到了一些有趣的且未被人發(fā)現(xiàn)過的神經(jīng)元細(xì)胞分布模式,。  

    較高爾基法而言，“腦虹”技術(shù)也存在一些缺點,。被施以“腦虹”的老鼠大腦看起來仍和普通的一樣,，那些豐富的顏色必須在熒光顯微鏡下才會顯現(xiàn)，這種顯微鏡非常昂貴,，價值幾十萬美金,，而高爾基法的染色切片使用普通顯微鏡即可觀測；另一個局限性是,，該技術(shù)只能應(yīng)用于基因改造過的或轉(zhuǎn)基因的動物，目前科學(xué)家們的選擇只有老鼠,，高爾基法卻適用于任何動物,，包括人類。  

   盡管有以上缺陷,，但畢竟“腦虹”技術(shù)為神經(jīng)細(xì)胞學(xué)家們展示了一幅更為完整的大腦圖景,。  

    一個多世紀(jì)以前，Ramón  Y  Cajal利用高爾基神經(jīng)細(xì)胞染色打開了現(xiàn)代神經(jīng)生物學(xué)的大門：通過對少量神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行染色,，以前看不見的軸突和樹突在其通過周圍組織時就可以被看到,。但高爾基染色只能以一種顏色標(biāo)記少量細(xì)胞。現(xiàn)在,，來自哈佛大學(xué)的一個小組開發(fā)出一種方法,，該方法能夠使一個腦回中的很多不同細(xì)胞同時被看到。這種被稱為“Brainbow”的方法可用不同顏色對數(shù)百個神經(jīng)細(xì)胞各自染色,，從而生成一個詳細(xì)的神經(jīng)回路圖,。該技術(shù)不僅能推動在正常或病態(tài)腦中的測繪工作,，而且還有可能應(yīng)用到其他復(fù)雜細(xì)胞群中,，如免疫系統(tǒng)中。本期封面所示為用“Brainbow”方法染色的小鼠海馬體的一部分,。齒狀回（下部）的多顏色神經(jīng)細(xì)胞在拱形的CA1區(qū)域的細(xì)胞下面,，而大腦皮質(zhì)的神經(jīng)細(xì)胞可以看到在上面閃動,。