编者按：科学探索永无止境，每一次突破都令人惊叹。日本九州大学的研究团队近日开发出一种名为“SeeDB-Live”的革命性化学试剂，竟能让活体大脑组织变得透明，同时保持其正常功能！这听起来像是科幻小说里的情节，却真实地发生在实验室中。这项技术不仅让我们能直观观察神经元的活动，甚至能深入大脑皮层，一窥高级认知功能的运作机制。更令人振奋的是，这一发现源于一个深夜实验室里的灵光一闪——常见的牛血清白蛋白（BSA）成了关键钥匙。从“不可能”到“实现”，科学家们用十年坚守告诉我们：只要持续思考，终会找到通往答案的道路。以下为文章正文：

　　这听起来像是哥特式科幻小说里的情节，但研究人员已经成功让活体大脑变得透明，同时不干扰其功能——使他们能够观察大脑活动，甚至能观看单个神经元放电。

　　让弗兰肯斯坦博士自愧不如的是日本九州大学的科学家们，他们开发出一种令人印象深刻的新型化学工具，并将其命名为“SeeDB-Live”。

　　这种试剂利用白蛋白——一种在血清中发现的蛋白质——使组织变得透明，同时维持正常的细胞功能。

　　论文作者、生物化学教授今井武在一份声明中表示：“这是首次在（生物体内）实现组织透明化而不改变其生物学特性。”

　　论文合著者、神经生理学教授稻垣成德补充说，“SeeDB-Live”可以为组织样本和活体动物的深层组织活体成像铺平道路。

　　研究团队解释说，这不仅能为大脑的工作方式提供新的见解，还能帮助研究人员评估实验室培养的组织和类器官，用于药物发现研究。

　　记忆和思维等主要大脑功能是大脑深处细胞之间交流的结果——这意味着，要理解大脑动态，就需要对活体大脑深处进行成像的方法。

　　一种方法是让脑组织本身变得透明。其中的关键在于一种称为“折射率”的材料属性，它决定了光进入材料时的弯曲程度。

　　有一个有趣的科学“魔术”——如果你把玻璃弹珠放进油里，它们几乎会消失。这是因为玻璃和油的折射率大致相同，减少了光在两者接触表面散射的量。

　　大脑的内容物也是如此。通常，各种细胞成分折射率的差异会导致光散射，使我们无法看清深部脑结构。但如果你能减少这些差异，大脑就会变得更透明。

　　通过实验，研究人员确定，当细胞外溶液的折射率调整到1.36至1.37之间时，活细胞对光变得最透明。

　　当然，确定这个值是一回事——达到它又是另一回事。任何溶液都需要无毒，同时还要保持“渗透压平衡”，这样脑细胞既不会膨胀也不会收缩。

　　（渗透作用是水分子穿过像细胞壁这样的半透膜，从水浓度较低的区域移动到水浓度较高的区域的净过程。）

　　举个例子：研究人员最初尝试用来改变细胞外溶液折射率的物质之一是糖。

　　不幸的是，达到预期效果所需的糖浓度太高，最终导致脑细胞脱水。

　　研究人员的下一个尝试是实验大型球形聚合物——理由是，由于渗透压取决于分子大小，较大的分子可能在不影响细胞水含量的情况下充分提高折射率。

　　但在筛选了近100种这样的聚合物后，团队仍然没有找到一种成功的。

　　突破发生在一个夜晚，稻垣独自在实验室里回归到一个简单的想法——蛋白质是生物聚合物。

　　他抓起一瓶牛血清白蛋白（BSA）——一种常见的实验室试剂，源自牛血——他发现它在所需折射率下具有最低的渗透压。

　　“我测试了三、四次才相信，”稻垣说。“无论如何，我们从未料到最终会是这个。”

　　在培养基中添加白蛋白使团队能够匹配细胞内的折射率，从而产生了他们的活组织透明化溶液“SeeDB-Live”。

　　“在开发‘SeeDB-Live’的过程中，我们发现神经元对离子浓度极其敏感——我们花了巨大的努力才把配方弄对。”

　　“多亏了那个幸运的夜晚独自在实验室，我用了平时不敢用的昂贵高纯度BSA，”稻垣打趣道。

　　据团队介绍，“SeeDB-Live”能让小鼠脑切片在浸泡仅一小时内就变得透明。

　　当团队将透明溶液与钙指示剂结合时，它使团队能够照亮组织样本内放电神经元的活动。应用于活体小鼠大脑时，神经元的荧光信号亮度提高了三倍，团队表示。

　　事实上，团队能够看到小鼠大脑深处，直达大脑皮层的第五层（倒数第二层），这部分大脑被认为负责高级认知功能。

　　以前，很难从这个深度获得良好的图像；然而，使用“SeeDB-Live”，分支神经元可以清晰可见。

　　研究人员解释说，“SeeDB-Live”在施用后几小时内会被细胞外液冲洗掉，之后组织会恢复其正常的不透明状态。

　　“白蛋白在血液中含量丰富且溶解度高，这使其非常适合透明化，”今井说。

　　“这是一个偶然的发现，但回想起来感觉几乎是自然而然的。进化经过数百万年塑造的东西确实令人印象深刻。”

　　虽然“SeeDB-Live”成功使脑组织透明，但生物屏障阻碍了其应用于其他器官。此外，在大脑中使用它仍然需要手术窗口来接触器官。

　　未来，团队计划探索侵入性更小的递送方法，以实现对大脑内部更深的观察，同时致力于改进大脑活动的功能分析。

　　“我觉得我们还没有完全实现它的潜力，”稻垣说。

　　对今井来说，这一突破是十多年工作的结晶——也是关于活体透明化是否可行这一问题的胜利性解决。

　　“这个问题我大概问了自己一百次——每次我都回答‘不可能’，”今井说。

　　“但十年后，我们做到了。当某件事看起来无法实现时，如果你持续思考，最终可能会找到方法。”

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　　Mousati, I., Vermeersch, P., & Meyten, N. (2026). Left Atrial Myxoma as a Rare Cause of Acute Coronary Syndrome: A Case Report. Reports, 9(1), 62. https://doi.org/10.3390/reports9010062