Ако доктор Карл Дейсерот беше станал архитект, той вероятно би заменил камъка или тухлите със стъкло от пода до тавана, за да изгради прозрачни къщи. Но той е невролог в Станфордския университет и е изобретил биологичен еквивалент - технология, която прави мозъците прозрачни.

Това е пробив, който би трябвало да даде на изследователите истинската картина на връзките и структурите както на нормалната мисловна дейност, така и на неврологични заболявания като аутизма и Алцхаймер. Всъщност, човешкият мозък, включен в изследването, идва от 7-годишно дете, страдащо от аутизъм.

Дейсерот и колегите му съобщиха в сряда в онлайн изданието на списание Nature, че са открили начин да заменят непрозрачна тъкан в мозъци (взети от лабораторни мишки или дарени от хора за научни цели) с "хидрогел" - субстанция, сходна на използваната при контактните лещи за очи.

Резултатът е прозрачен мозък, в който вътрешната структура се вижда по начин, който никоя технология досега не позволяваше. Големи структури като хипокампуса например, се виждат ясно като органите на прозрачна риба и дори се различават отделни клетки и нервни влакна.

Статията излиза само седмица, след като президентът Барак Обама обяви инициатива от 100 млн. долара за разгадаване тайните на мозъка. Откритието дава надежди, че някои от технологичните пробиви, които преследва инициативата, вероято са на една ръка от нас.

Неврологът Уилям Нюсъм, който ще е един от ръководителите на инициативата на Обама, нарече хидрогелната техника "голяма технологична иновация", която "ще ускори картографирането на връзките в мозъка". 

Досега единственият начин да се проследят невронните връзки бе да се нареже мозък на ултра тънки резени, всеки от тях да се проучи под микроскоп за отбелязване на клетките и след това с компютър резените да бъдат "съединени" отново в цялостна картина.

Но този метод не позволява да се видят особено дълги връзки в мозъка като тези между префронталния кортекс и амигдалата, например. Затова учените отдавна мечтаят да изучават цялостни и непокътнати мозъци - обяснява Дейсерот - за да определят връзките между структура и функция.

Методът, кръстен CLARITY е деликатна работа на биохимици. Установено било, че непрозрачните тъкани са мастни мемрани, обгръщащи и поддържащи клетките на мозъка. Премахването на тези мембрани със сила води до разпадане на мозъчната тъкан в желеобразна купчина от неврони.

Вместо това екипът потопил мозъци на тримесечни мишки в мек, подобен на желе хидрогел. Молекулите на субстанцията се просмукали в мозъка и заели местата на липидните пластове, които след това са отстранени с електрохимичен процес.

След това хидрогелът е загрят до телесна температура, което кара молекулите да се свържат помежду си и да оформят здрава мрежа, поддържаща мозъка. За 8 дни учените се сдобили с мечтаното - непокътнат напълно прозрачен мозък от мишка.

Таламусът, кортексът и хипокампусът се виждали с невъоръжено око. Анализът под микроскоп разкрил бяла материя, служеща като трансмисионни линии за пренасяне на сигнали от неврон на неврон в дълги вериги на менталната дейност.

Нещо много важно - хидрогелът не само е прозрачен, но и промокаем, т.е. позволява да вкарат с него специални флуоресциращи оцветители или молекули, прилепващи се до точно определен от хилядите видови мозъчни клетки и дори до протеини и други молекули. При облъчване с определена светлина се разкриват нюанси и мрежи, които иначе е много трудно да се видят.

Процесът се оказал успешен и при работа с човешки мозъци, въпреки притесненията, че съхраняването им във формалин или формалдехид може да блокира хидрогела. (Мозъците от мишки са изследвани, докато органът е още пресен)

При обработването по новия метод на мозъка на здрав човек и на такъв с аутизъм учените разкрили при втория особени "мостчета", подобни на стълбица от корени на растение и познати от хората със синдром на Даун.

Превръщането на мозъка в толкова прозрачен обект може да трансформира начина, по който изучаване анатомията на този орган и как заболяванията го променят" коментира д-р Томас Инсел, директор на Националния институт за психическо здраве.

Авторите на откритието твърдят, че методът може да се използва и за анализ на други органи.