从源头开始:神经元的发现
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分享一个很老的视频,具体来说是一个已经四年左右的视频,这是斯坦福的一个组2013年左右的一个工作,内容也相当的简单,就是做了一个透明的大脑。他们发现大脑中不透明的主要原因是脂肪和蛋白质的存在,他们就使用一种方法去除掉了这些影响透明度的东西,从而可以更好的用三维重建的方法看到这些大脑。当我们认知大脑的时候,最基础的元素并非脑区,而应该是神经元,是 Santiago Ramón y Cajal这样的早期神经科学家一点点画出来的(不了解Ramón y Cajal这个神经科学之父的,可以参考维基百科),我想这个应该是不管是心理学家,神经科学家都应该承认的点(当然作为一个诡异的学科领域,还有数不胜数的脑科学发展出来的玄学的存在,不承认这个观点的,或者认为大脑有不一样的神奇的人不在少数)。
这个是一张自带柔光效果的自拍
Ramón y Cajal的例子就告诉大家一个道理,学美术,除了像能当希特勒之外,还是可以有一些用途的,比如就是画画。这是一个多丰富的人呀,十几岁的时候就自制了一个加农炮毁掉了邻居家的门。就这样一个业余的画家进入了医学领域之后,用非常简陋的显微镜设备居然就看到了神经元的样子,更厉害的是他居然把他们都画出来了。方法也是很简单的,他先将神经元染色,具体用什么染色呢?用的是银子,真的是银子,硝酸银,如果你在电视剧里面看过用银针测毒的故事,那么你就其实就知道是怎么一回事了,银遇到硫酸根或者硝酸根就变成了黑色,也就是有毒的,然后这个颜色是很难去掉的。(电视剧里面银针测毒是因为当时主要的毒药是砒霜,而当时的制作工艺不成熟,会混入硫化物,硫化物与银反应,变黑)。比如这位在维基百科上上传自己手被硝酸银染黑的不幸人士。
Ramón y Cajal的简陋显微镜,带破洞的工作服,脏脏的地板,还有很好看的帽子
然后 Ramón y Cajal就将调制好的硝酸银溶液放入脑,脑就被染色了,再切成比肥牛要薄很多的脑切片 (肥牛的厚度一般为1.5-2mm,脑切片为20-100微米,也就是0.02-0.1毫米,也就是说要切成一般肥牛的二十分之一的样子),然后用一个普普通通的19世纪的光学显微镜看着,他就凭着那一些些的方法和他的艺术天分就可以画出来神经元的样子。
肥牛卷
更厉害的是,他是他那个时代第一个提出来神经元是独立的。这个在我们这个时代来看再正常不过的想法,在他们那个时代却是跨世纪的,因为以前大家看到脑组织那么密密麻麻的,就想当然的认为神经元都是连在一起的,也是这个原因,认为最小的脑结构不是神经元。他和那个发明用银子染色的人,Camillo Golgi,一起拿了1906年的诺贝尔奖,而这个拿诺贝尔奖的配方是这样的
1.浸入一个块甲醛固定的脑组织到重铬酸钾2%水溶液2天
2.用滤纸滤干。
3.沉浸块成硝酸银2%水溶液2天。
4.切成 20-100微米厚。
5.使用乙醇迅速脱水,放到显微镜上
是不是觉得拿诺贝尔奖很容易,快来继续参加科研吧。。。。。。
用Gogli Stain 法的老鼠脑处理后的切片
显微镜下的切片,注意,实际的神经元并没有这么稀疏
另外科普一个常见的误区,这个误区是很多做了很多年神经科学的专业科研人员都会犯的,那就是我们通常看到的大部分神经元的染色图并不是代表所有的神经元,我们的神经元并没有那么稀疏,甚至Ramón y Cajal画的稀疏的神经元也并非实际情况。事实上神经元的密度要比图中看到的大得多,而为啥只能看到那么一点点黑色的被银染出来的东西(或者其他方法染出来的)的呢?因为其他的神经元染色没染上╮(╯▽╰)╭,这个是真事。
纪念这个两个人的邮票)
附上Santiago Ramón y Cajal的几幅画
Ramón y Cajal的画更像是艺术品
最后做一个西班牙人名的小科普。首先告诉你一个违反常识的事,并不是所有的外国人的名字有三个的时候中间那个就是middle name。比如Santiago Ramón y Cajal,按照我们读外国人名字习惯用姓的方式(比如爱因斯坦),其实并不叫Cajal,因为 Ramón y Cajal是连在一起的,这个是一个复姓(具体看这里),也就是人家叫慕容复,姓慕容,Santiago Ramón y Cajal姓Ramón y Cajal。
• end •
撰文 | 忙菇
编辑 | Shin
参考文献
Chung, Kwanghun, et al. "Structural and molecular interrogation of intact biological systems." Nature 497.7449 (2013): 332-337.
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