「注水」真會讓你大腦變大100倍，原因在這裡
小時候，我玩過一種種植增長膠囊，當你把它們放在水裡的時候，那些塑料小藥丸就會膨脹成恐龍或者烏龜。我和我的小夥伴們在一旁討論並觀察放入碗中的膠囊會變成什麼樣的動物，每天看著它們在我們眼前一點點長大。這些玩具雖然迷人，但並不複雜。增長膠囊是基於一個簡單的概念：加水後吸收，物體將會擴大。現在科學家正在使用這個原理，使我們更容易看到微小的物體，它被稱為擴大顯微鏡。讓我們清楚：常見的顯微鏡是強大的，它能讓我們看到組織和細胞在努力工作。
想像一下，你正在顯微鏡下看你前臂上的皮膚，你的皮膚將會被放大100倍。突然，你的光滑皮膚看起來更像古老的皮沙發，你的毛囊像樹一樣大。現在讓我們進一步放大500倍，就能看到個別的細胞。如果我們達到1000倍，就可以開始製造大量的蛋白質，就像那些能給我們的細胞帶來強度的結構蛋白質一樣。
被稱為衍射屏障的東西是大多數顯微鏡放大大約1000倍後所看到的。當光線通過大多數顯微鏡時，它會散射太多，所以我們只能區分大於200納米的物體：足以區分細胞器，但不足以區分大多數蛋白質。科學家們想要研究的許多細胞分子被緊密地擠在一起，所以我們不能用普通的顯微鏡來分辨它們。
科學家有一些技巧可以通過衍射屏障，但沒有一個是簡單的。例如，電子顯微鏡將電子束在組織上而不是使用光，其散射比帶負電的粒子更多。這些顯微鏡的問題是，我們首先需要嵌入放射性和毒性很強的化合物，使膜和蛋白質可見。其他技術通常被稱為超解析度顯微鏡，它們涉及複雜的計算機演算法和昂貴的設備來重建蛋白質。
這就是為什麼擴大顯微鏡如此好用的原因：物體變得更大，完全繞過了衍射屏障。你首先找到你想要放大的組織，例如一塊腦組織，用一種稱為丙烯醯胺的微小化合物注入腦組織。丙烯醯胺是一種足夠小的分子，可以擠入細胞。當它進入細胞後，開始形成鏈和網，糾纏細胞的所有小分子。接下來，我們添加一種將丙烯醯胺錨定在蛋白質上的化合物，這種相對較大的分子可以完成細胞的大部分功能。
你可能會認為擴大一個細胞是複雜的，也許它會需要微波、放射性化合物等。但是並沒有這麼複雜，因為只需加水。這個簡單的方法使許多科學家大吃一驚。有些人擔心，因為細胞的某些部分比其他部分更靈活，你可能會看到這些區域的某些變形，因為它們擴張得更快。
到目前為止，情況並非如此。相反，所有的細胞和蛋白質都以相似的速度擴張，所以科學家們幾乎觀察不到變形。不過，這項技術還是相當新的。大部分的工作都集中在腦組織上，所以這項技術是否適用於所有類型的組織仍然是未知的。不過，這種技術有可能使該領域發生革命性的變化，使所有科學家能夠以非凡的解析度查看樣品。
難想像什麼是微小的結構，大多數學校都沒有資源購買高級顯微鏡。但他們也許可以負擔擴大顯微鏡的材料。高中生可以在標準的顯微鏡下看到大腦突觸，醫學院的學生可以從以前從未教過的放大水平上研究人體組織的樣子，給全新的教室帶來一個鼓舞人心的世界。基於患者活組織檢查進行診斷的病理學家可能在擴張後更容易確定正常組織和患病組織之間的差異。（科技新發現 康斯坦丁/文）
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