紫紅色、深紅色和灰褐色交織在一起。當這些令人眼花繚亂的色彩——每種色調代表一個不同的神經元——在2007年首次出現在神經科學界時，研究人員稱讚它們是理解大腦結構的一種新方法。哈佛大學的神經科學家透過將來自細菌、珊瑚和水母的基因插入到小鼠神經細胞中，編碼三種不同的熒光蛋白，創造出了能夠表達蛋白質隨機組合的神經元。這些組合可以照亮多達90種不同顏色的細胞，將科學影像轉變為視覺上引人注目的藝術作品。
最初開發用於繪製神經迴路，今天一些科學家認為，這項名為“大腦彩虹”的技術更適合於其他任務，例如更仔細地觀察特定神經元的功能以及行為背後的腦細胞。而且由於大腦彩虹神經元的子細胞繼承了與其親代細胞相同的顏色，科學家可以使用這種方法來研究細胞簇如何生長和發育。這組影像讓我們得以一窺這些最新發現。
果蠅的隱秘生活
在上面顯示的果蠅大腦中，科學家選擇性地標記了釋放章魚胺的神經元，章魚胺是一種參與多種行為（包括睡眠和攻擊性）的神經化學物質。
右圖顯示了大約2000個在雄性果蠅求偶行為中起作用的神經元。
圖片來源：PHUONG CHUNG 和 JULIE H. SIMPSON 友情提供
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洞察發育
斑馬魚胚胎體積小且透明，這使得科學家可以在顯微鏡下觀察活體動物的早期發育。左側近處的影像提供了斑馬魚大腦腦室的特寫檢視，腦室是新生神經元的腔室。每條顏色均勻、垂直延伸的線都包含源自同一親代細胞的神經元。左側遠處的影像提供了從脊柱上方觀察到的魚體檢視。
圖片來源：ZACHARY TOBIAS，在塔米利·A·魏斯曼位於路易斯與克拉克文理學院的實驗室拍攝的斑馬魚腦室照片（斑馬魚神經元）；艾伯特·潘醫學學院，佐治亞州立大學（斑馬魚身體）友情提供
光纖
在這根小鼠視神經中，彩色細胞是少突膠質細胞，它們形成髓鞘，髓鞘是一種保護神經的脂肪層。在這根神經中，它遮蔽了眼睛和大腦之間的電訊號。
圖片來源：阿蘭·謝多塔爾視覺研究所，法國國家健康與醫學研究院友情提供
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原始大腦彩虹神經元
上面的影像顯示了人類胚胎腎細胞，是2007年發表的最初的大腦彩虹概念驗證演示之一。
圖片來源：摘自 JEAN LIVET 等人在《自然》雜誌，第450卷；2007年11月1日發表的“用於神經系統中熒光蛋白組合表達的轉基因策略”
星光皮層
左側，彩色錐體神經元照亮了小鼠皮層。這些神經元是哺乳動物大腦中最常見的細胞型別之一，被認為與複雜的認知有關。
圖片來源：摘自 KARINE LOULIER 等人在《神經元》雜誌，第81卷，第3期；2014年2月5日發表的“使用組合標籤的多重細胞和譜系追蹤”（補充資訊）
巨型連線點
當前技術的侷限性使得使用大腦彩虹技術難以看到神經元之間的突觸連線。一個例外是神經肌肉接頭——在上面的右側兩幅圖中顯示在小鼠身上——在那裡，與肌纖維連線的神經元數量少且體積大。每條色帶都是一個運動神經元，它與其鄰居競爭，直到只有一個留在突觸處。科學家可以將這些影像組合起來，構建更完整的運動神經元迴路檢視，如左圖所示。
圖片來源：伊恩·布斯比和傑夫·W·利希特曼哈佛大學友情提供
先有雞還是先有蛋？
科學家還使用基於大腦彩虹的技術來研究小雞的神經發育。在左側遠處的影像中，研究人員標記了11日齡雞胚胎髮育大腦前部附近區域的神經元。左側近處的影像描繪了小雞脊髓中的神經發生——或新神經元的生長。子細胞的顏色與親代細胞的顏色相匹配。
圖片來源：摘自 FERNANDO GARCÍA-MORENO 等人在《發育》雜誌，第141卷，第7期；2014年4月1日發表的“克隆是一種靶向單個祖細胞並研究其在小鼠和小雞後代中的新方法”（小雞大腦神經元）；摘自 KARINE LOULIER 等人在《神經元》雜誌，第81卷，第3期；2014年2月5日發表的“使用組合標籤的多重細胞和譜系追蹤”（小雞脊髓神經元）