中国研发全球最轻无线介观显微镜 可同步记录8500多个神经元

图源自新华社

中国科学家研制出目前已知世界最轻的无线介观显微镜Airscope，重量仅1克，可在6毫米视场内以单细胞分辨率记录小鼠大脑皮层神经活动，单只小鼠可同时记录8500多个神经元，数量是现有同类型设备的25倍。相关研究成果星期一（10月19日）在线发表于国际期刊《自然》。

新华社报道，这项研究由中国工程院院士、清华大学教授戴琼海团队与解放军总医院戴朴团队合作完成。

传统显微镜虽然能清晰观察大范围脑区，但通常需要固定小鼠头部或连接线缆，限制动物自由活动。现有头戴式微型显微镜虽可让动物自由移动，却往往视场较小，难以同时观察大范围脑区并记录大量神经元。

研究团队通过集成化设计和系统优化，仅使用4片非球面镜片，便实现了6毫米视场和4至6微米的单细胞分辨率。设备还配备200万像素图像传感器，通过端侧压缩实现百万像素级图像无线传输。

借助Airscope，研究人员得以在自然环境中观察多只小鼠自由探索时的大脑活动，包括在5平方米的栖息地内活动，以及在设有32个末端的大型迷宫中长时间自主探索。研究发现，小鼠大脑皮层的活动会随着所处地形区域的变化而呈现系统性差异。

清华大学研究人员表示，这项技术有助于深入了解大脑如何调控复杂行为，并为脑认知研究、脑疾病研究及光学脑机接口发展提供新工具。未来，其应用还有望扩展至免疫和肿瘤研究，用于追踪疾病发生过程。