مغز اندامي است که براي قرن‌ها به علت پيچيدگي‌اش باعث حيرت انسان‌ها بوده است و شايد بهترين توصيف از آن را کارل ساگان، محقق و نويسنده، کرده باشد که گفته است: «مغز مکاني است بسيار بزرگ در فضايي بسيار کوچک.» دانشمندان با استفاده از تکنولوژي مدرن توانسته‌اند نگاهي عميق‌تر و دقيق‌تر از قبل به اين کلاف پيچيده از نورون‌ها (سلول‌هاي عصبي) و ميلياردها اتصالات آنها بيندازند.

 

 

نورون خاردار
بيشتر سلول‌هاي عصبي يا نورون‌ها 3 بخش دارند؛ آکسون (زائده منفرد بلند)، بدنه سلول و دندريت‌ها (زائده‌هاي کوتاه و منشعب). اين تصوير الکترون ميکروسکوپي اسکنينگ (SEM) بدنه سلول عصبي را با دندريت‌هاي (و خارهاي آنها) منشعب شده از آنها نشان مي‌دهد. براي به دست آوردن تصاوير SEM گروهي از الکترون‌هاي سطح نمونه بافتي را اسکن مي‌کنند و يک شناساگر، مسير الکترون‌هاي بازتاب يافته را دنبال مي‌کند تا شکل بيروني نمونه آشکار شود.

 

 

 

پیاز بویایی سگ
تصوير پياز بويايي در مغز يک سگ در سال 1875 ميلادي با استفاده از يک روش رنگ‌آميزي بافت عصبي که «کاميلو گلژي» آن را ابداع کرد، به دست آمده است. به عقيده برخي از کارشناسان، کاربرد اين روش رنگ‌آميزي بافت مغزي را مي‌توان آغاز علم مدرن اعصاب دانست.

 

 

دندریت ها قطره ریزان
با اينکه همه سلول‌هاي بدن ژنوم مشابهي دارند، در هر گروه سلول خاص، بخشي معيني از اين ژن‌ها فعال هستند؛ در هر نوع سلول عصبي مجموعه‌اي معين از ژن‌ها فعاليت دارند که خصوصيات آن سلول را تعيين مي‌کنند.در اين تصوير ژني به نامJAM-B فعال شده است که پروتئيني با خواص فلورسانس ايجاد مي‌کند تا گروه کوچکي از سلول‌هاي مغز آشکار شوند. تصوير نشان مي‌دهد که زائد‌ه‌هاي منشعب سلول‌هاي عصبي يا دندريت‌ها در جهت مشابهي رديف شده‌اند. اين سلول‌هاي عصبي که به شبکيه چشم مربوط هستند، فقط اشيايي را تشخيص مي‌دهند که در حال حرکت به سمت بالا باشند.

 

 

عروق خونی به سبک «باروک»
اين تصوير ميکروسکوپ الکتروني اسکنينگ (SEM) بر ساختار شاخه‌شاخه‌اي از عروق خوني تامين‌کننده خون قشر مغز انسان تمركز دارند که شبيه آثار معماري سبک باروک است. اين عروق خوني طوري سازمان يافته‌اند که عروق خوني بزرگ سطح مغز را احاطه مي‌کنند (بخش بالايي تصوير) و از آنها عروق خون باريک و متراکمي منشعب مي‌شوند که به سمت پايين مي‌آيند و به عمق قشر مغز مي‌روند (پايين تصوير).

 

 

تصویری از سکته مغزی
تصويربرداري از مغز با روش «MRI انتشاري» که تکنيکي نسبتا جديد در حوزه علوم اعصاب است و احتمالا در آينده يک وسيله تشخيصي براي بيماري‌هاي مغز خواهد بود. تصويري از مغز يك بيمار که در ناحيه تالاموس و مغز مياني دچار سکته مغزي شده و به برخي از آکسون‌ها (زائده‌هاي دراز سلول‌هاي عصبي) آسيب وارد شده است (برخي از اين آکسون‌ها در پايين تصوير قابل مشاهده‌اند).

 

 

مغز موش
يک سطح مقطع از هيپوکامپ مغز موش- يکي از مراکز حافظه مغز- نشان‌دهنده شبکه‌هاي ظريف سلول‌هاي عصبي است که بدنه آنها به‌صورت دايره‌هاي کوچک نشان داده شده‌اند. هيپوکامپ در اين تصوير به‌طور مستقيم زير نئوکورتکس (قشر نوين)‌– بيروني‌ترين لايه نيمکره‌هاي مخ- قرار دارد.

 

 

تصویر رنگارنگ سلول های مغزی
در اين تصوير 2 نوع سلول در مخچه به نمايش در آمده است؛ سلول‌هاي گليا (بافت همبندي پشتيبان) و نورون‌هاي «پورکينج». اين سلول‌ها را با استفاده از روشي که بر دستگاه ايمني بدن و پادتن‌هاي آن (پروتئين‌هايي که عوامل خارجي را شناسايي مي‌کنند) متکي است، مي‌توان از هم تشخيص داد. زيست‌شناسان از پادتن‌ها (آنتي‌بادي‌ها) براي شناسايي پروتئين‌هاي خاص در مغز استفاده مي‌کنند. بخش قرمز در اين تصوير ناشي از پادتني است که يک پروتئين يافت‌شده در سلول‌هاي گليا را رنگ‌آميزي کرده است و بخش سبزرنگ وجود پروتئيني به نام IP3 را آشکار مي‌کند که در نورون‌هاي «پورکينج» مخچه يافت مي‌شود.

 

 

لکه های رنگارنگ مخچه
لکه‌هاي رنگارنگ در اين سطح مقطع از مخچه پايانه‌هاي پيش‌سيناپسي يا محل‌هاي اتصال نورون‌هاي تشکيل شده به‌وسيله آکسون‌ها در مخچه را که در آنها پيام‌هاي عصبي مبادله مي‌شود، نشان مي‌دهد.

 

 

رنگین کمان مغزی
استفاده از رنگ‌آميزي به شيوه «گلژي» ساختارهاي پنهان درون کلافي از نورون‌ها را نشان مي‌دهد اما اين شيوه نمي‌تواند ميان سلول‌هاي مغزي منفرد که به رنگ مشابهي درآمده‌اند، تمايز ايجاد کند. گروهي از پژوهشگران با پروتئين‌هاي فلورسنت علت ساطع‌شدن رنگ‌هاي متفاوت از حيوانات دريايي گوناگون (مانند عروس دريايي يا مرجان‌ها) را يافتند. اين دانشمندان با دستکاري گروه‌هاي متفاوت نورون‌ها از افراد متفاوت يک گونه جانوري (براي مثال ماده و نر) به شکلي كه پروتئين‌هاي فلورسنت گوناگون را بروز دهند، توانستند سلول‌هاي عصبي را بر اساس رنگ‌هايشان، از هم جدا کنند. در اين تصوير، گروهي از آکسون?ها‌ (زوائد باريک نورون‌‌ها که پيام‌ها را به نورون‌هاي ديگر منتقل مي‌کنند) مربوط به چند نورون حرکتي در کنار هم مشاهده مي‌شوند که به عضلات ختم مي‌شوند و انقباض‌هاي آنها را تنظيم مي‌کنند.