5月31日，北京大學(xué)宣布成功研制出新一代微型化雙光子熒光顯微鏡，重量僅2.2克，可佩戴在動物頭部，實(shí)時記錄數(shù)十個神經(jīng)元和上千個神經(jīng)突觸的動態(tài)信號；橫向分辨率可達(dá)0.65微米，成像質(zhì)量可與商品化大型臺式雙光子熒光顯微鏡相媲美。研究論文5月29日在線發(fā)表于《自然》雜志子刊 《自然·方法學(xué)》上，并已申請多項(xiàng)專利。

人們觀察大腦多通過解剖，大腦處在靜止、無生命的狀態(tài)。中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授程和平說，新一代微型化雙光子熒光顯微成像改變了觀察細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的方式。可在動物覓食、哺乳、打斗、嬉戲、睡眠等自然行為下，或在學(xué)習(xí)前、中、后長時間觀察神經(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。

據(jù)介紹，該顯微鏡成像分辨率高、速度快，并具備多區(qū)域隨機(jī)掃描和每秒1萬線的線掃描能力；采用柔性光纖束進(jìn)行熒光信號接收，解決了動物活動、行為由于熒光傳輸光纜拖拽而受到干擾等難題。其效果遠(yuǎn)優(yōu)于目前領(lǐng)域內(nèi)主導(dǎo)的由美國腦科學(xué)計(jì)劃核心團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的微型化寬場顯微鏡。

程和平說，該顯微鏡應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。如在外科手術(shù)臨床應(yīng)用上，做開顱手術(shù)前就可看到腦部腫瘤邊界和神經(jīng)活動等。“未來，與光遺傳學(xué)技術(shù)結(jié)合，有望在結(jié)構(gòu)與功能成像同時，精準(zhǔn)操控神經(jīng)元和神經(jīng)回路活動。”

該顯微鏡是在國家自然科學(xué)基金委國家重大科研儀器研制專項(xiàng)“超高時空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統(tǒng)”支持下，由北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所、生命科學(xué)學(xué)院、工學(xué)院和軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院等組成跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)三年多協(xié)同完成的。（記者李禾）

新一代微型顯微鏡僅重2.2克 可實(shí)時觀察腦神經(jīng)活動

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