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惠康影像(Wellcome Images)是当今世界领先的医学影像资源库,来源于医药泰斗亨利·惠康爵士所建立的惠康图书馆,储存有超过20万幅图像,涵盖手稿、古籍善本、档案、绘画、X射线、临床摄影和电镜扫描图片,影像的主题从医疗和社会历史延伸至当代的医疗保健、生物医学和临床医学等诸多领域。2014年1月,这些图像在知识共享-署名许可(Creative Commons-Attribution License)下发布,可作商业和非商业用途,个人、学术教学机构和研究机构的下载使用亦通过了知识共享许可。
Wellcome Images每年评选最佳影像奖。2015年度的评选结果于3月18日刚刚揭晓,现在就让我们来观摩、享受一下这场视觉盛宴吧。
1. 猫舌(作者:David Linstead)
图片内容为偏振光显微镜下的部分猫舌横切面(原始宽度3 mm)。表面那些乳头状突起的结构使得舌面具有粗糙的纹理,有助于猫的舔食以及皮毛的清洁和梳理,这也是为什么猫在舔人得时候你会感到粗糙的原因。另外,毛梳理皮毛不仅是为了保持清洁,还能调节体温和保持自身的平静。令人惊奇的是,该样本竟源自维多利亚时代的老式切片!之所以能够保存至今而且清晰可见,是因为毛细血管内注射了用铁或银制备的黑色染料,这在当时是很新的技术。
2. 喙头蜥骨架(作者:Sophie Regnault)

该图片是喙头蜥(Tuatara)颅骨和前肢的微型计算机断层扫描(微CT)扫描图片(原始宽度150 mm)。来自新西兰的喙头蜥是现今唯一留存的一群曾与恐龙共同在地球上生活过的物种。他们的名字Tuatara是毛利语,意为“带刺的背”,指它们从颈部、背部一直延伸到尾部的刺毛。通过虚拟X光截面成像拼合,创建了这种罕见的爬行动物的数字三维模型图。数字模型可以在不损害贵重原始样品的前提下,通过断层扫描数据对物品虚拟“切断”并进行旋转。这种方式还可用来将籽骨(四肢中无肌腱的小骨)可视化并对其展开研究。
3. 新森林小马妊娠子宫(作者:Michael Frank)

图片是新森林小马妊娠约五个月的子宫照片。小马胎儿已发育到子宫之外,但依然由脐带连接着并与筋膜附着。弯曲的后腿已破膜而出(图片右上方)。这个子宫被切开以展示其内面丰富的血液供给。该标本颇有历史,来自于限量捕杀时恰好处于孕期的马匹。它被保存在伦敦皇家兽医学院解剖博物馆的波斯佩有机玻璃罐中,用福尔马林浸泡,容器尺寸为48 cm × 30 cm × 7 cm。
4. 山羊网胃腔(作者:Michael Frank)

图片是山羊胃网的照片(胃网是指牛、绵羊和山羊四个胃室中的第二个)。食道从图片顶部所示部分进入网胃。网胃的内部有很多蜂窝状结构,其中包含多种细菌可助食物消化,被误食的大颗粒也在此分解。照片中间的开口通向重瓣胃(第三个胃腔)。与上图中的小马胎儿一样,该标本也同样颇有历史,同样来自于限量捕杀动物,以同样的方式保存在皇家兽医学院,储存容器尺寸17 cm × 14 cm × 4 cm。
5. 棉籽象鼻虫(作者:Daniel Kariko)

图中是在郊区农院的阳光房中发现的棉籽象鼻虫(棉铃虫)的头部扫描电镜合成图像(图像原始宽度4.1 mm)。棉铃虫是一种甲虫,使用棉花并在棉花上产卵。这种农业害虫从虫卵发育为成虫仅需约20天左右,成虫有长而弯曲的口鼻(通常可长达体长的一半),可以一整块一整块地的毁掉棉花作物。
6. 弯曲的脊柱(作者:Mark Bartley)

图为一位79岁老太的异常弯曲脊柱。驼背的学名为“脊柱后凸”,也被称为“老太驼峰”,表现为上背部和肩部的圆形凸出。尽管脊柱后凸可发病于任何年龄,但主要还是以老年妇女常见。病因包括:不良坐姿、损伤、骨质疏松、癌症及其治疗、感染、出生缺陷和退行性或内分泌疾病。除了脊柱异常弯曲之外,还包括其他症状如背部疼痛、僵直,在严重情况下还可伴呼吸或进食困难。可选的治疗方案很多,取决于病因和严重程度。
7. 3D打印——胸腔和肺(作者:Dave Farnham)

图为3D打印的人类胸腔和肺部。人类的脊柱通常有24根脊椎骨,其中上部的12根与肋骨相连。该3D打印作品的原型来自于一名叫Caroline的霍奇金淋巴瘤患者。打印者将她在检查时得到的2D计算机断层扫描(CT)结果转换成为3D渲染图形并导出为可打印格式,使用白色SLS尼龙材料进行打印,尺寸为14 cm × 13.5 cm × 9.5 cm。
8. 果蝇神经系统(作者:Albert Cardona)
这幅图可不是杰克逊·波洛克的油画,而是果蝇中枢神经系统的一部分(图像原始宽度为15 μm)。此图是用透射电镜对此区域的扫描后,对结果使用不同颜色进行编码而得到的。生物体神经系统控制它所做的一切——从呼吸到运动再到思维和感觉。执行这些任务的指令通过神经元细胞来传递。黄色的神经元细胞可以感受震动,被用线条描绘的很多其他神经元包围。信息进入蓝色的神经元细胞,然后从红色的神经元细胞输出,这样的接触结构被称为突触。线粒体等其他特征也被用橙色圆圈标记出来。
9. 肾脏中的化学反应(作者:Jefferson Brown, Robert E. Marc, Bryan W. Jones, Glen Prusky, Nazia Alam)
图中内容是鼠肾分解能量物质以获得能源时的颜色编码图(图片原始宽度2.9 mm)。图中所示的状态是经过大量化学反应(统称为“新陈代谢”)产生的,这是细胞之所以存活的根本。对天冬氨酸、谷氨酰胺和谷胱甘肽这三种氨基酸小分子进行颜色编码(分别为红色、蓝色和绿色),即可使这些反应可见。细胞中某部分颜色越明亮,此处的分子就越多。作图的技术被称为计算机分子表型分离,该技术可以显示在不同时间点上同一器官内的新陈代谢情况。
10. 蒲肯野细胞(作者:Michael Häusser, Sarah Rieubland, Arnd Roth)
此图片是扫描电镜下的大脑树干分枝状伸展的特定类型神经细胞(蒲肯野细胞)。在这个精密的网络中,手指状的突起就像微型传感器一样,接收和传递信息,以协助肌肉运动的控制和协调。图中这个特殊的神经元来源于一直大鼠的小脑皮层。为了得到神经元树干分枝状结构以及神经回路的高分辨率图像,在使用聚焦离子束扫描电镜术成像前,这个神经元被注射了可视标记。图片原始宽度为0.11 mm。
11. 成年小鼠大脑(作者:Luis de la Torre-Ubieta)
成年鼠脑切片中神经细胞的共聚焦显微图像(大脑宽度为7.4mm)。鼠脑组织切片经过化学处理后变得透明,从而更容易观察深部的结构。在这块厚0.75mm的组织中,通过使用可视标记(绿色荧光蛋白)呈现了一群处于不同深度的神经细胞。根据所处厚度不同,标记被由近至远的编码为红、橙、黄、紫、蓝和绿。该技术可用于将全脑复杂的神经连接映射成图。
12. 新发现的微小寄生蜂(作者:Andrew Polaszek)

图为一种新近发现的微小寄生蜂的光镜照片。寄生蜂在其他昆虫的体内产卵,孵化出的幼虫以宿主为食,由内之外将其吞噬干净。这个新物种在婆罗洲的雨林中被发现,当时一只落单的雌蜂正混在成千上万的昆虫群中。它体长仅0.75 mm,有不同寻常的触角、腿和翅膀。科学家们以与查尔斯·达尔文首次共同发表自然进化论、并于19世纪中叶在婆罗洲发现新昆虫的阿尔弗雷德·鲁塞尔·华莱士(Alfred Russel Wallace)的名字将其命名为Wallaceaphytis kikiae。直至今日,科学家们依然认为婆罗洲还有大量未被人类发现的物种。
13. 药物在大脑中的传递(作者:Khuloud T Al-Jamal, Serene Tay, Michael Cicirko)
图中黄绿色和粉红色部分是一个大脑细胞的扫描电镜照片(细胞直径约为20 μm)。细胞被“切开”一个矩形窗口,用来观察微小的纳米级颗粒与细胞表面的相互作用。研究者们使用的微小的碳纳米管颗粒作为载体来运输药物或者基因,例如将抗肿瘤药物送到肿瘤处。对于大脑而言这是一项很重要的技术,因为大多数药物无法通过血脑屏障。
14. 检测疾病的免疫细胞(作者:Nele Dieckmann, Nicola Lawrence)

图中超高分辨率显微照片显示:左侧的一个自然杀伤(NK)细胞正在检查右侧亮度较低、较为圆滑的细胞是否有疾病信号(每个细胞的直径都是约20 μm)。NK细胞是免疫系统的一部分,可以识别并破坏一些感染或癌变的细胞。图中的NK细胞停靠在被检细胞上,并释放出毒性化学物质(红色)以触发被检细胞的自毁机制。这些化学物质储存在NK细胞内专门的区隔内(细胞毒性颗粒),也就是说NK细胞总是预先武装着,随时准备大开杀戒。图片是使用3D结构照明显微镜拍摄的,这是超高分辨率显微技术的一种。
15. 大脑信号通路图(作者:Flavio Dell' Acqua)
图为健康成人大脑中的神经纤维束映射图。磁共振成像(MRI)能够将大脑虚拟的“切成”为左右两个半球(该大脑的长度从前至后约为18 cm)。图中左侧是前额部的影像。图片中关于大脑网络连接的信息是用MRI扩散成像技术跟踪水分子运动而得到的。这些信息被以法国著名神经学家约瑟夫·朱尔斯·德耶亨在19世纪创造的解剖绘图风格进行数字重构。远端多个区域间用于通讯的纤维网络被映射后可用于制作教学和研究工具。
16. 儿童多感官刺激装置(作者:Geraldine Thompson)

图片中是一套互动的多感官刺激装置,用于对住院治疗的焦虑症儿童进行注意力分散或安抚。该装置可以在多感官功能室使用,也可直接推到病床边。它能在刺激不同感官的同时提供让人放松的环境,例如,患者可以一边观看气泡管中的色彩变幻,一边触摸其外部以感受柔和的颤动。这套装置高1.5 m,包含气泡管道、光纤光线、镜子和太阳能投影仪和音响系统。多感官刺激还能帮助有学习障碍、自闭症和痴呆的病人,甚至还能在医院外使用(比如说学校和疗养所)。图片中的这套设备位于皇家曼切斯特儿童医院。
17. 老旧解剖模型(作者:Anthony Edwards)
图片中是一套老旧的解剖模型。这类模型为人类提供了探查皮肤以下奥秘的方法,可以看看这些结构是如何生成并协同工作的。这些模型能展现多个层次的细节,有些还具有可拆卸部件,因此常用于医学生教育或向病人阐述医学治疗程序。由于使用时间太长,这些模型原本会被作为垃圾扔掉,但摄影师挽救了它们并为其拍照,以向其为都柏林三一学院的医学教学做出的贡献致敬。摄影师使用灯光营造了特定的情景,使得这些模型看起来好像是在度过漫长的一天后进入了梦乡或是在椅子上休息一样。
18. 蚜虫眼(作者:Kevin Mackenzie)
图中是扫描电镜下的蚜虫眼(图片原始宽度280 μm)。蚜虫是以植物汁液为食的主要农业害虫。蚜虫有一对弯曲的复眼从头部凸出,具有宽广的视角。每只复眼有数千个重复单位(称为“小眼”),每个“小眼”的前表面都有微型“镜头”,所朝方向稍有不同,组合在一起可获取马赛克样的图像。这使得蚜虫可以迅速做出动作,不过却无法看清细节,也看不到遥远的物体。左上角眼结节处小圆形的结构可以帮助它们接收到偏振光。
19. 花粉粒(作者:Maurizio de Angelis)
图片上是从菊科植物中释放出来的花粉粒。菊科是开花植物中最大的家族,包括俗称的紫菀、雏菊、向日葵等。花粉粒中含有雄性植物的精子细胞,产生于花药(雄性植物的一个部位)。经过昆虫、鸟类和风力等多种方式的运输,花粉粒被送到其他的花上并得以繁殖乃至开花结果。它们看起来像细小的灰尘一样,是花粉症或季节性过敏症的主要致敏源。花粉有不同的形状和尺寸,通常在0.01~0.1 mm之间。
20. 小鼠肺中的药物传送(作者:Gregory Szeto, Adelaide Tovar, Jeff Wyckoff)
共聚焦显微镜下的完整鼠肺(蓝色和绿色部分,图片原始宽度为12.7 mm)。携带用于研究的药物(粉红色)的微小颗粒正在被研究是否可以运送到肺部。当前的抗肿瘤治疗有很多毒副作用,因此研究人员期待着有朝一日可以用这些微小颗粒实现更为简单但靶向更加准确的药物运输方式,以减少副作用、减少药量的使用。右肺被分为四块肺叶(图右),但左废仅有一块肺叶(图左)。支气管的其余部分和周围的组织亦在图中可见(图中)。此图由惠康影像和麻省理工学院合作完成。
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