Im Inneren des Gehirns: eine Foto-Reise durch die Zeit

Das Gehirn hat lange verwirrt den Geist mit seiner Komplexität, die wahrscheinlich am besten von Carl Sagan im "Kosmos" zusammengefasst ist, als er sagte: "das Gehirn ist ein sehr großer Platz in einem sehr kleinen Raum." Wissenschaftler sind mit moderner Technik tiefer und näher als je zuvor in das Gewirr von Neuronen und ihre Milliarden Verbindungen peering. Hier ist ein Blick an, was das Gehirn, von der Antike bis heute aussieht. In dem Buch "Porträts von the Mind: Visualisierung der Gehirn aus Antike zu the 21st Century" (Abrams 2010), erstaunliche Bilder, die die Komplexität und Schönheit des Gehirns zeigen. Und durch die Zeit als Brain-Imaging Technologie online kommt, Wissenschaftler haben neue Wege des Sehens und des Gehirns zu interpretieren. Schauen Sie sich einige der erstaunlichen Fotos aus dem Buch. Dieses 1875 Zeichnung eines Hundes Riechkolben wurde abgeschlossen mit einer Färbung Methode benannt nach Camillo Golgi in denen bestimmte Chemikalien in Nervengewebe eingespritzt werden, damit sie gesehen werden können. Einige sagen, dass ihre Anwendung auf die Untersuchung des Hirngewebes den Beginn der modernen Neurowissenschaften darstellt.

Während alle Zellen im Körper das gleiche Genom halten, nur ein bestimmten Satz seiner Gene eingeschaltet in verschiedenen Zellen; jede Art von Neuron schaltet ein Gen-Set, das seinen Charakter definiert.

In diesem Bild hatte ein Gen namens JAM-B eingeschaltet wurde die wandte sich dann auf einem fluoreszierenden Protein, eine kleine Gruppe von Gehirnzellen zu offenbaren. Das resultierende Bild zeigt, dass die Neuronen Projektionen genannt Dendriten in die gleiche Richtung ausgerichtet sind; Darüber hinaus sind diese Netzhaut Neuronen bekannt, nur in eine Richtung nach oben bewegten Objekten zu erkennen.

Eine Rasterelektronenmikroskop (REM) Bild zoomt auf die barocke verzweigten Strukturen, die Blut an das menschliche Gehirn Kortex zu senden. Die Schiffe sind so organisiert, dass die großen Blutgefäße umgeben die Oberfläche des Gehirns (Bild oben), dünne, Dichte Projektionen hinunter in die Tiefen des Kortex (unten im Bild) senden. Eine Bildgebung des Gehirns Methode namens Verbreitung MRI (Magnetresonanztomographie) ist relativ neu auf dem Gebiet der Neurowissenschaften, aber es Versprechen als Diagnosewerkzeug zeigt. Hier eine Aufnahme aus dem Gehirn eines Patienten, einen Schlaganfall in den Thalamus und Mittelhirn erlitt, was zu Schäden an bestimmte Axone (einige sind am unteren Bildrand sichtbar). Einen Querschnitt des Hippocampus eine Maus — eines der Zentren des Gehirns Gedächtnis – zeigt seine komplexe Netzwerk von Neuronen, deren Soma werden als kleine Kreise angezeigt. Der Hippocampus liegt direkt unterhalb der Großhirnrinde, der äußeren Schicht der zerebralen Hemisphären ist hier sehen. Die meisten Neuronen bestehen aus drei Teilen: einem Axon, einem Zellkörper ein Soma und Dendriten genannt. Rasterelektronenmikroskop (REM) die Abbildung zeigt eine Soma mit Dendriten (und ihre Stacheln) von es ausstrahlt. REM-Bilder zu erstellen, wird ein Strahl von Elektronen über die Oberfläche einer Probe gescannt und ein Detektor, den Überblick über Elektronen die Oberfläche der Probe äußere Form offenbaren abprallen. Hier werden zwei Arten von Zellen im Kleinhirn gezeigt: Glia und Purkinje Neuronen. Die Zellen unterschieden werden, durch eine Methode, die stützt sich auf das körpereigene Immunsystem und seine Antikörper-Proteine, erkennen und Riegel auf "fremde Substanzen." Biologen benutzen jetzt Antikörper um zu offenbaren, wo bestimmte Proteine im Gehirn gefunden werden. Rot ist hier ein Antikörper IP3, welche Purkinje Neuronen gegen sind genannt Färbung eines Proteins, das in Glia-Zellen, während Grün zeigt ein Protein gefunden hat. Die farbigen Flecken zu offenbaren, so genannte präsynaptischen Klemmen oder Kreuzungen durch die Neuron Signale gesendet werden, durch das Kleinhirn Axone gebildet.

Während Golgi Färbung Methode Wunder für die Suche nach Strukturen, die versteckt in einem Gewirr von Neuronen haben, konnte nicht es einzelnen Gehirnzellen unterscheiden, die in der gleichen Farbe beleuchtet wurden.

Geben Sie ein wenig genetische Tricks genannt Brainbow: Robert Tsien und andere Chemiker mit gebastelt und entdeckten fluoreszierende Proteine verantwortlich für die verschiedenen Farben von verschiedenen Meeresbewohner (z. B. Korallen und Quallen) emittiert. Durch Zureden verschiedene Gruppen von Neuronen oder sogar verschiedene Individuen einer Spezies (sagen, ein Männchen und ein Weibchen) auszudrücken, verschiedene Proteine, konnten Wissenschaftler die Zellen durch die Farbe herausgreifen, die sie glühten.

Hier, Reisen mehrere Motoneuron Axone (schlanke Projektionen auf die Nervenzellen, die Signale zu anderen Neuronen) nebeneinander, da sie zu den Muskeln führen, deren Kontraktionen sie regulieren.