重量僅2.2克:北大研制成功腦觀測顯微鏡
人類的大腦如同一個小小的宇宙,包含了百億級數(shù)量的神經(jīng)元和百萬億級數(shù)量的神經(jīng)突觸,其結(jié)構(gòu)和功能上極其復(fù)雜而精密的連接,涌現(xiàn)了我們的意識和思想。對于腦科學(xué)的研究,人類一直沒有停止。今天上午記者從北京大學(xué)獲悉,該校的跨學(xué)科團(tuán)隊成功研發(fā)了觀測大腦活動的微型顯微鏡,它的重量僅2.2克,成像質(zhì)量遠(yuǎn)超美國腦科學(xué)團(tuán)隊研發(fā)的微型化寬場顯微鏡。 北大分子醫(yī)學(xué)研究所程和平院士介紹,人類有觀察宇宙的大型望遠(yuǎn)鏡,但要理解大腦的奧秘,需要更好的成像技術(shù),用于觀察大腦的神經(jīng)元和神經(jīng)突觸。為此,北大分子醫(yī)學(xué)研究所、信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院等多個院系聯(lián)合軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院組成跨學(xué)科團(tuán)隊,歷經(jīng)三年多的協(xié)同奮戰(zhàn),成功研制新一代高速高分辨微型化雙光子熒光顯微鏡,顯微鏡成功獲取了小鼠在自由行為過程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動清晰、穩(wěn)定的圖像。這一成果論文于5月29日在《自然》雜志在線發(fā)表。 據(jù)介紹,新一代微型化雙光子熒光顯微鏡體積小,重量只有2.2克,適于佩戴在小動物頭部顱窗上,實(shí)時記錄數(shù)十個神經(jīng)元、上千個神經(jīng)突觸的動態(tài)信號。在大型動物上,還可望實(shí)現(xiàn)多探頭佩戴、多顱窗不同腦區(qū)的長時觀測。其橫向分辨率達(dá)到0.65微米,成像質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于目前領(lǐng)域內(nèi)主導(dǎo)的美國腦科學(xué)團(tuán)隊研發(fā)的微型化寬場顯微鏡。 微型顯微鏡可用于在動物覓食、哺乳、打斗、嬉戲、睡眠等自然行為條件下,長時間觀察神經(jīng)突觸、神經(jīng)元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程連接的腦區(qū)等多尺度、多層次動態(tài)變化。專家表示,這項(xiàng)成果將來在臨床上有望幫助了解人類大腦活動的變化,小尺寸、高精度的顯微鏡還可以幫助醫(yī)生在腦部外科手術(shù)過程中實(shí)時觀察腦神經(jīng)的活動,開展精準(zhǔn)治療。 |