每一根神经纤维，都清晰可见
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撰文 ｜ 诺拉·布拉德福德（Nora Bradford）
翻译 ｜ 郑添惺
你的周围神经系统（peripheral nervous system, PNS）对日常生活至关重要。它可以让你走路，控制你的眼球运动，在你踩到乐高积木时向大脑发出警报。然而，在哺乳动物体内，研究人员从未绘制过这一重要网络的完整图谱。
最近，一项发表于《细胞》（Cell）的研究绘制了小鼠体内每一根神经纤维的完整三维图谱。该研究并没有只着眼于已被充分研究的脑和脊髓，⽽是呈现了首个哺乳动物的完整“连接组”（connectome），这是一套覆盖了全身神经系统的图谱。
“在动物和人类大脑的连接组图谱研究中，周围神经系统总是被忽视。”美国弗吉尼亚大学的脑科学与数据科学研究者约翰·达雷尔·范霍恩（John Darrell Van Horn，未参与这项研究）说道。
研究团队首先去除了16只小鼠身体中的脂肪、钙质以及其他会阻挡光线的物质，尽可能让小鼠的身体变得透明。随后，他们使用了一套定制的切片和显微成像组合工具，每隔400微米进行一次切片和拍摄。最终拍完一只小鼠大约“只”需要40个小时——研究人员表示，如果没有这些新技术，收集数据原本需要花费数月甚至数年的时间。
科学家编辑了其中7只小鼠的基因，让它们的神经元可以发出荧光。如预期那样，小鼠头部的大部分区域都发出了荧光。研究团队还在4只小鼠身上使用了名为“免疫染色”（immunostaining）的技术，该技术利用抗体来定位并标记特定的蛋白质。本次实验标记的这些蛋白质位于交感神经系统，用于控制“战或逃”（fight or flight）反应。在其余5只小鼠身上，研究人员尝试了另外一种方法，利用病毒测量神经投射（轴突）的总长度。他们尤其关注迷走神经，其中包含了数千个独立神经元发出的投射。研究团队发现，每根迷走神经纤维仅会连接一个内脏器官，而不是像此前一些研究者预测的那样，分叉连接不同器官。
“（这张新的图谱）揭示了不同周围神经元投射的精确模式，以及它们与不同器官的连接方式，”论文的共同作者、中国科学技术大学的生物物理学家毕国强解释道，“这将为理解周围神经系统如何调节人体生理机能提供一个总体框架。”
研究人员希望下一步将这种方法应用于人体组织，从⽽更精准地规划手术。范霍恩表示，这项工作还可能为⼀些神经相关疾病（如慢性疼痛）的治疗提供重要灵感：“它让我们对哺乳动物全身连接组的精确细节，以及相关疾病都有了更深的了解，而不仅仅是大脑。”
本文选自《环球科学》2025年10月刊前沿栏目。
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