生物通报道：来自哈佛大学大脑科学研究中心，分子与细胞生物学系的研究人员通过激活神经元中复合荧光蛋白，进行了前所未有的大脑和神经系统成像，获得了色彩斑斓的“大脑彩虹”（Brainbow），这有利于对大脑工作方式进行更深入研究。这一新技术刊登在11月份的第一期《Nature》杂志上，获得了广泛的关注，各大媒体纷纷进行了报道。

（5种颜色混合在大脑神经元可以产生大约90种色彩，图片来自《Nature》）

领导这一研究的是哈佛大学的Jean Livet, Joshua R. Sanes, 和Jeff W. Lichtman。

利用大脑彩虹，研究人员能用将近90种不用的研究标记神经元，这是目前荧光标记方法的一个巨大进步，而且个体明亮色彩的神经元的视觉分辨率得到了提升，这也对于描绘大脑环路和神经系统及其有利。

对大脑神经元进行着色并不是什么新鲜的事，科学家早已利用转基因技术，将荧光蛋白基因转移到神经元中进行表达。但到目前为止，这种方法每次最多只能转移两种荧光蛋白基因，着色种类只有两种，但是仅仅两种颜色对于描绘复杂的大脑神经网络是远远不够的。

分子与细胞生物学系教授Lichtman表示，“就像是一台电视显示器混和了红色、绿色和蓝色，调和成了许多种颜色，神经系统中三种或更多的荧光蛋白混和也能产生许多不同的色调”，“目前神经学家能用于描绘神经系统的工具很少，大脑彩虹能帮助我们更好的绘制出大脑和神经系统中复杂的神经细胞”。除此之外，大脑彩虹还可以帮助追踪哺乳动物神经系统中复杂的发育过程——这一过程目前的了解还只停留在常用的术语上，从而能阐明许多发生在发育早期的许多大脑失序症状的根源。

那么具体这一技术关键在于哪儿呢？大脑彩虹实际上利用的就是鼎鼎有名的遗传重组系统：Cre/lox，这是一个源于P1噬菌体的一个DNA重组体系。大脑彩虹以一种新的方式进行了Cre/lox重组：交换穿梭编码绿色、黄色、橙色和红色的荧光蛋白的基因。研究人员费劲的将DNA片段组装在一起，插入到神经DNA中，结果正如他们所预料的，剪接（cut-and-paste）重组完全以随机的形式出现，形成的不同颜色在普通共焦显微镜中就可以观察到了。

（不同的颜色显示了大脑元怎样相互联接，图片来自《Nature》）

Livet认为，“这项技术能驱使细胞多少有些随机性的开启荧光蛋白基因”，“你可以将大脑彩虹想象成一个能产生随机结果的机器，而Cre/lox就是那个不断拉扯操纵杆的手。”

利用大脑彩虹对小鼠神经环路进行了50天的观测后，哈佛的研究人员就观察到了一些神经重组，为了确定大脑彩虹标记是稳定长效的Livet, Sanes, Lichtman和其他研究人员目前正在利用大脑彩虹对神经系统进行全面的检测，希望能获得神经系统组织和功能的更进一步认识。

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