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深圳医博会|新成像技术给脑细胞拍张“工作照”

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   中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心王凯研究组新近发展了一种新型体成像技术:共聚焦光场显微镜,可以对活体动物深部脑组织中神经和血管网络进行快速大范围体成像。相关研究成果近日在线发表在《自然·生物技术》杂志上。

   跨脑区大规模的神经元如何整合信息并影响行为是神经科学中的核心问题,解答这个问题需要捕捉大量神经元活动动态变化。“在多种新技术中,光场显微镜尤其具有潜力。”该研究主要研究人员张朕坤介绍,但同时存在两个难题:一是重构的结果会出现失真,二是现有光场显微成像技术缺乏光学切片能力,无法对较厚组织。

   “针对这些问题,我们创新提出广义共聚焦检测的概念,使其与三维光场显微成像技术相结合,这也是这项研究最大的亮点,可以在不牺牲体成像速度的前提下有效滤除背景噪声,大幅度提高了灵敏度和分辨率。”王凯说。

   研究团队在斑马鱼幼鱼和小鼠大脑上证明了共聚焦光场显微镜有更高的分辨率和灵敏度。同时,验证了共聚焦光场显微镜对小鼠大脑的成像效果。相比之前的传统成像方法,通量提高了百余倍。

   王凯表示,这一进展将为研究大范围神经网络和血管网络的功能提供新的工具。同时,该技术不仅适用脑组织的成像,还可以根据所需成像的样品种类灵活调整分辨率、成像范围和速度,应用在其他快速动态成像中。