为了理解脑部疾病，神经科学家们试图解开大脑中错综复杂的神经纤维迷宫。在显微镜下分析脑组织前，通常需将其浸泡在石蜡中以获取高质量切片。然而，精确绘制石蜡处理脑切片内部密集神经纤维的能力此前一直未能实现。来自代尔夫特、斯坦福、于利希和鹿特丹的研究人员取得里程碑式突破：通过"计算散射光成像"（ComSLI）技术，他们实现了任何组织切片内部纤维的微米级精度映射。该成果发表在《自然·通讯》期刊上。
研究大脑神经元网络有助于理解阿尔茨海默病或帕金森病等脑部疾病。为进行显微解剖分析，组织通常被包埋在石蜡中并切割成微米级薄片。这种福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）切片是研究健康或病变组织的金标准，但现有显微技术无法在FFPE切片中准确测绘大型神经纤维网络。
首创技术
物理学家Miriam Menzel近年来开发了用于解析神经纤维网络的"计算散射光成像"（ComSLI）技术。如今，该发明成为首个能在FFPE切片中以微米级精度大范围测绘密集神经纤维的技术。
万能工具
Menzel与斯坦福大学的Marios Georgiadis及代尔夫特、斯坦福、于利希和鹿特丹的同事共同证实，ComSLI可揭示包括石蜡处理脑切片在内的各类薄组织切片中的神经纤维网络。Menzel解释道："我们的技术适用于所有常规显微分析切片：无论新制或百年存档、染色或未染色、新鲜冷冻或固定样本，以及不同制备阶段的切片。它可回溯应用于全球实验室中存有的数千个存档切片。"
人脑图谱
典型案例是基于数千个染色细胞体FFPE切片构建的BigBrain人脑图谱。该图谱以3D形式展示大脑解剖结构，支持用户显微级放大查看任意区域。研究人员使用ComSLI测量图谱原始组织后，成功可视化了此前无法观测的复杂神经纤维网络及细胞体。
BigBrain图谱人脑FFPE切片的多技术对比显示：明场显微镜下（左）仅见银染细胞体；偏振显微镜等纤维测绘技术（中）无法准确绘制纤维网络；而ComSLI（右）能以微米级分辨率可视化神经纤维通路——即使在密集交叉的纤维区域。图片来源：BigBrain图谱/代尔夫特理工大学
简单附加装置
ComSLI仅需LED光源和高分辨率相机，是一种简单经济的工具。Menzel表示："其他研究或临床实验室可轻松实现该技术，亦可作为现有显微镜的附加装置。"
神经系统疾病
研究人员不仅在健康组织中准确绘制纤维通路，还成功应用于多发性硬化症、阿尔茨海默病和脑白质病的神经退化脑样本。这使ComSLI成为研究神经及精神疾病的理想工具。
癌症诊断
ComSLI的应用不限于脑部研究。Menzel指出："该技术还能显现肌肉或胶原纤维等其他纤维结构，并适用于新鲜冷冻切片，从而支持术中组织评估。"通过分析肿瘤边界胶原纤维组织，ComSLI有望提升癌症诊断精准度。
更多信息： 与样本制备无关的组织学微米分辨率纤维映射，《自然·通讯》(2025)。DOI: 10.1038/s41467-025-64896-9
期刊信息： 《自然·通讯》
由代尔夫特理工大学提供
引用： 成像技术以微米级精度绘制大脑神经纤维迷宫图 (2025年11月5日)
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