3D打印頭骨模型有助于大腦研究

明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員為小鼠開(kāi)發(fā)了一種*的3D打印透明顱骨植入物，可以實(shí)時(shí)觀察整個(gè)大腦表面的活動(dòng)。該設(shè)備可以進(jìn)行基礎(chǔ)大腦研究，為腦部疾病，如腦震蕩，阿爾茨海默氏癥和帕金森病提供新的見(jiàn)解。

“我們要做的是看看我們是否可以在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)對(duì)小鼠大腦表面的大部分區(qū)域（稱(chēng)為皮層）進(jìn)行可視化。這將為我們提供有關(guān)人類(lèi)大腦如何工作的新信息，這項(xiàng)技術(shù)使我們能夠在刺激大腦某些部位的同時(shí)，以的控制和度觀察大部分皮質(zhì)。”

在過(guò)去，大多數(shù)科學(xué)家都研究過(guò)大腦的一些區(qū)域，并試圖詳細(xì)了解它。然而，研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)大腦某個(gè)部位發(fā)生的事情可能同時(shí)影響大腦的其他部分。

他們使用See-Shell設(shè)備進(jìn)行的研究之一是檢查大腦某一部分的輕度腦震蕩如何影響大腦的其他部分，因?yàn)樗诮Y(jié)構(gòu)和功能上進(jìn)行了重組。 Kodandaramaiah說(shuō)，小鼠的大腦在許多方面與人類(lèi)大腦非常相似，這種裝置為類(lèi)似的研究小鼠的大門(mén)打開(kāi)了大門(mén)，這些小鼠正在研究影響人類(lèi)的退行性腦部疾病，如阿爾茨海默氏癥或帕金森病。

該技術(shù)使研究人員能夠以的時(shí)間分辨率看到整個(gè)大腦的變化。在使用該裝置產(chǎn)生的視頻中，小鼠大腦的亮度變化對(duì)應(yīng)于神經(jīng)活動(dòng)的增強(qiáng)和減弱。微妙的閃爍是整個(gè)大腦突然變得活躍的時(shí)期。研究人員仍在試圖了解這種全腦協(xié)調(diào)活動(dòng)的原因及其對(duì)行為的意義。

為了制作See-Shell，研究人員對(duì)小鼠頭骨的表面進(jìn)行了數(shù)字掃描，然后使用數(shù)字掃描創(chuàng)建了一個(gè)人造透明頭骨，其輪廓與原始頭骨相同。在手術(shù)期間，用3D打印的透明顱骨裝置代替小鼠頭骨的頂部。該設(shè)備允許研究人員同時(shí)記錄大腦活動(dòng)，同時(shí)實(shí)時(shí)成像整個(gè)大腦。

使用這種裝置的另一個(gè)好處是小鼠的身體不會(huì)拒絕植入物，這意味著研究人員能夠在幾個(gè)月內(nèi)研究相同的小鼠大腦。幾個(gè)月內(nèi)對(duì)小鼠的研究使研究人員能夠以一種需要數(shù)十年時(shí)間才能在人體內(nèi)進(jìn)行研究的方式來(lái)研究大腦衰老。

“這種新設(shè)備使我們能夠在小的水平上觀察特定神經(jīng)元的大腦活動(dòng)，同時(shí)隨著時(shí)間的推移獲得大部分大腦表面的圖像。開(kāi)發(fā)設(shè)備并證明其有效只是我們能夠推動(dòng)大腦研究的開(kāi)始