在这方面，通过使用先进的显微成像技术和图像处理算法，可以在细胞和亚细胞尺度上实现对类器官内整体神经元结构及其形态连接的高精度采集。共聚焦显微镜、多光子显微镜和光片显微镜可以对神经解剖学特征如神经元-胶质细胞连接、不同的细胞类型和组织的三维结构在细胞（亚微米）分辨率内成像。相反，电子显微镜通常在较薄的样品上进行成像，以使用更高的分辨率检测结构，判断是否有突触存在。
 

样品制备方法是将人脑类器官在 4％多聚甲醛中固定，用切片机制作成14至 30 µm厚的冷冻切片。较厚的样品也可以使用，但大脑中存在大量脂质，脂质对光的散射会限制光的穿透深度。由于光学成像技术几乎都使用荧光，因此采集过程通常伴随荧光免疫标记。绿色荧光蛋白（GFP）和其他具有不同发射波长的生物荧光蛋白可以很容易地用 CRISPR/Cas9 技术整合，并且可以作为转染细胞中特定蛋白质表达的标记。
 

其基本原理是揭示特定细胞群中分子表型的蛋白质存在，并通过标记的特征荧光信号评估干细胞是否分化为成熟神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。当然，现代成像技术的应用也受到人脑类器官空间大小的限制。展示的是共焦显微镜、多光子显微镜和光学薄片显微镜等特定技术的穿透深度和面内分辨率。它们的穿透深度很难达到检测完整人脑类器官的深度。近年来的有关研究是去除类器官内的脂质，从而在无法增加面内分辨率的情况下提高光的穿透深度，这种方法定义为组织透明化技术。

组织不透明主要来源于不同组分之间光学性质异质。

其中水的折射率（RI）为 1.33，蛋白质的RI在1.44 以上，脂类的RI值在1.45 以上。不同组分间不阻碍了光的传播。组织透明化可大大提高组织成像的清晰度，更利于观察深层细胞结构，研究大块组织或完整器官。目前最新的组织透明化技术为PEGASOS 透明化技术。组织清除方法根据使用清除组织试剂的组成可分为两大类：有机溶剂透明化和水试剂透明化。PEGASOS是一种新型油性透明化试剂，是基于聚乙二醇（PEG）相关溶剂体系的组织透明化方法。实验证明，PEGASOS方法能使几乎所有类型的组织透明，除了色素上皮也包括骨头和牙齿在内的硬组织，在透明化后几乎看不见上述组织。而且透明化介质中的聚乙二醇分可对内源性荧光提供长期保护。使用PEGASOS 透明化法，能对完整的小鼠大脑进行成像，并对单个轴突和神经元进行了远距离追踪。该研究方法能够通过椎骨成像来识别周围神经系统（PNS）和中枢神经系统（CNS）之间的联系，还揭示了长骨骨髓内的神经分布模式。
 

出自《血管化人脑类器官的构建及其功能研究》作者马亮。