大脑成像的方法
迄今为止，大脑的映射仅以有限的方式才能。由于组织的光散射，多相显微镜的常规深层组织成像限制为约1mm的组织深度。为了研究位于中心的脑结构和细胞网络，必须在小体积中切断和研究样品。在几个切片样本中需要遵循单一神经元预测。这是详细的。新工具不断开发：自动切断方法可减少繁琐的工作并最大限度地减少组织损伤，新软件有助于分析和重建。然而，对于神经元电路的详细分析，可以并不总是可能或足以进行重建。使用有机溶剂的新型光学清除方法将光散射和更深的图像深入组织。但这些方法使脂质双层完好无损，使得它们仍然用作扩散屏障。整个堆积方法的光和大分子渗透仍然有限。
如何实现大脑清晰度
清晰度（透明脂质交换丙烯酰胺杂交刚性成像/免疫染色/原位杂交兼容组织水凝胶的首字母缩写)是简单的，它是聪明的。完整的组织被转化成水凝胶-组织混合物。类似于石化或石化，组织的物理结构保持完整，并防止解体。光散射脂质被去除，而蛋白质和核酸被保留，因为它们共价连接到水凝胶网。
第一步，将组织注入丙烯酰胺/双丙烯酰胺、甲醛和4°C的热敏起始剂(图2)。甲醛将组织交联，并将水凝胶单体共价连接到蛋白质和核酸上。缺乏功能基团的脂质和生物分子不能结合，因此可以被移除。这种方法只损失了8%的蛋白质(与传统的固定和溶解方法的25 - 40%相比)。温度升高到37°C就会引发聚合反应。这个组织现在是水凝胶混合物。网状物支持组织结构，其纳米孔允许大分子进入。
脂质双层被电泳组织清除(ETC)。在定制的电泳室中，将样品置于离子洗涤剂（4％SDS，十二烷基硫酸钠）中，施加电场。高电荷的离子SDS-胶束主动除去脂质。等等具有高于标准有机溶解的两个主要优点：
- 它不像许多有机溶剂那样猝灭荧光。
- 脂质的去除速度很快。洗涤剂的被动扩散需要长达数月的时间才能完全去除脂肪。
通过将澄清的脑安装在折射率指定的溶液中，如甘油或聚焦®完整的大脑变得完全透明，准备成像（图2b）。
图2:明确性方法说明:步骤1:组织在4°C下注入丙烯酰胺/双丙烯酰胺、甲醛和热敏启动剂。第二步:甲醛将组织交联，并将水凝胶单体共价连接到蛋白质和核酸上。脂质双层被电泳组织清除(ETC)。
成像整个大脑
所有经典的激光扫描显微镜技术都适用于清晰处理的组织成像，因为每个激发和发射波长都可以穿透组织深处。
成像深度主要受物镜工作距离的限制。3.6 mm的目标需要两次脑部扫描:首先是背部，然后是腹部。远距离目标可以一次成像整个器官。在2013年神经科学学会的年度会议上，徕卡微系统公司展示了最新的目标发展:一种特殊的CLARITY目标，带有机动矫正项圈188金宝搏的网址，设计用于在最大成像深度和最高分辨率的整个器官成像，将于2014年上市。
成像技术 |
一般原则 |
优势 |
限制 |
单光子共聚焦显微镜 |
通过用共聚焦针孔去除焦点焦点来实现的焦点 |
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双光子显微镜 |
由两个光子激发，其波长大约是单光子激发所需波长的两倍-能量的一半。不需要针孔。 |
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表1：适用于清晰度的成像技术。
一个新的可能性
让清晰如此令人兴奋的是，你可以在一个大脑里研究任何你想研究的东西。蛋白质复合物，基因表达谱，神经元回路——你不需要决定你想看到什么。看看这一切，一个接一个。
纳米多孔水凝胶网可用于大分子，允许探针快速扩散。抗体染色很容易，即使在多轮中也是如此。杂种的稳定骨架允许用SDS洗掉抗体。与使用有机溶剂的常规洗脱方法相比，随后的染色的荧光不会淬火。即使在连续3轮染色和去染色之后，也没有图像质量损失（图3和视频）。
可以在长距离沿着大脑遵循轴突投影。显示配对和突触后蛋白质的分层化甚至允许调查单一突触。在使用经典荧光显微镜后，组织仍然适用于电子显微镜，更接近地观察细胞结构。
该方法不限于新鲜脑组织。它也成功地与长期固定的人尸检脑组织或斑马鱼胚胎一起使用，开辟了研究神经疾病或胚胎发育的新可能性。
清晰提供了结构和分子信息，并增加了对大规模完整生物系统的理解。简而言之，CLARITY彻底改变了基础研究。
关于如何使用CLARITY的详细信息和说明可以在下面找到http://clarityResourceCenter.org/．
