根据一项研究，研究人员开发出一种高灵敏度成像技术，能够检测大脑大范围区域中神经纤维周围脂肪包裹物——髓鞘的损伤情况，而髓鞘损伤正是多发性硬化症（MS）的典型特征。该工具可能有助于评估多发性硬化症及其他脱髓鞘疾病患者的髓鞘损伤程度，并确定患者对旨在促进髓鞘修复的药物的反应效果。
"这项技术可指导保护或恢复神经通路的疗法的开发和测试，"波士顿大学该研究的合著者塔拉·L·摩尔博士在大学新闻报道中表示，"它可能助力脑卒中和缺血性损伤、慢性创伤性脑病（CTE）、多发性硬化症、阿尔茨海默病以及其他涉及髓鞘的神经退行性疾病，甚至与年龄相关的认知衰退的研究。"
这种新型显微成像方法在《双折射显微镜实现诱导皮质损伤后髓鞘碎片的快速无标记定量》一文中进行了描述，该文发表在《神经光子学》期刊上。
新工具相较于电子显微镜具有显著优势
髓鞘是一种包裹神经纤维的脂肪覆盖层，帮助神经纤维传递电信号，类似于铜线周围的橡胶绝缘层。在多发性硬化症中，错误的炎症攻击会损伤大脑和脊髓中的髓鞘，干扰正常的神经信号传递，最终导致多发性硬化症症状的出现。在科学研究中，评估髓鞘完整性的黄金标准是采集脑组织样本并用电子显微镜观察。电子显微镜是一种功能强大的显微镜，能够观察小于一纳米（即十亿分之一米）的结构，使研究人员能够直接观察髓鞘，寻找裂缝和其他损伤迹象。
然而，电子显微镜存在一些显著局限性。一方面，为电子显微镜准备样本是一个复杂且耗时的过程；另一方面，电子显微镜一次只能观察非常小的区域——小于人类头发的直径——因此无法有效分析大范围脑区域的髓鞘损伤。
"相较于传统成像方法，双折射显微镜技术的主要优势在于能够无需特殊染色即可快速高分辨率成像大范围区域，使其特别适合研究广泛分布的髓鞘病理。"
在这项研究中，研究人员开发了一种使用称为双折射显微镜（BRM）的不同类型显微镜来分析髓鞘损伤的技术。简单来说，BRM通过向样本照射光线，然后追踪光线如何穿过样本发生衍射来成像微小结构。与电子显微镜相比，BRM具有显著优势。例如，样本准备技术不那么复杂，且BRM可以观察更广泛的区域，达到几平方厘米的范围。
"相较于传统成像方法，双折射显微镜技术的主要优势在于能够无需特殊染色即可快速高分辨率成像大范围区域，使其特别适合研究广泛分布的髓鞘病理，"波士顿大学该研究的合著者亚历克斯·格雷博士表示。
基于双折射显微镜的方法检测到猴子受损髓鞘迹象
格雷及其同事首先使用标准染色技术观察猴子脑组织样本中的髓鞘损伤，以此开发他们的技术。随后，他们利用机器学习（一种人工智能形式）训练计算机如何在这些样本的双折射显微镜图像中检测髓鞘损伤。研究人员证明，他们的双折射显微镜方法能够有效检测接受手术诱导脑损伤的猴子的髓鞘损伤迹象。科学家还表明，该方法能在脑损伤发生数周后检测到髓鞘修复的迹象。
"这些结果表明，双折射显微镜技术能够实现对髓鞘损伤空间分布和程度的大规模研究，"研究人员写道。研究团队指出，他们的实验特别聚焦于大脑中心的一个大型结构——胼胝体，以及一种特定的猴子脑损伤模型。
尽管如此，研究人员希望这项新技术将有助于加速多发性硬化症及其他与髓鞘相关疾病的研究。"通过适当的表征和训练，该技术可适应其他脑区和疾病模型，实现跨条件髓鞘结构的高通量定量分析，增加样本量并支持更广泛的研究，"科学家们写道。
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