中國研發全球最輕無線介觀顯微鏡 可同步記錄8500多個神經元

圖源自新華社

中國科學家研製出目前已知世界最輕的無線介觀顯微鏡Airscope，重量僅1克，可在6毫米視場內以單細胞分辨率記錄小鼠大腦皮層神經活動，單隻小鼠可同時記錄8500多個神經元，數量是現有同類型設備的25倍。相關研究成果星期一（10月19日）在線發表於國際期刊《自然》。

新華社報道，這項研究由中國工程院院士、清華大學教授戴瓊海團隊與解放軍總醫院戴樸團隊合作完成。

傳統顯微鏡雖然能清晰觀察大範圍腦區，但通常需要固定小鼠頭部或連接線纜，限制動物自由活動。現有頭戴式微型顯微鏡雖可讓動物自由移動，卻往往視場較小，難以同時觀察大範圍腦區並記錄大量神經元。

研究團隊通過集成化設計和系統優化，僅使用4片非球面鏡片，便實現了6毫米視場和4至6微米的單細胞分辨率。設備還配備200萬像素圖像傳感器，通過端側壓縮實現百萬像素級圖像無線傳輸。

藉助Airscope，研究人員得以在自然環境中觀察多隻小鼠自由探索時的大腦活動，包括在5平方米的棲息地內活動，以及在設有32個末端的大型迷宮中長時間自主探索。研究發現，小鼠大腦皮層的活動會隨着所處地形區域的變化而呈現系統性差異。

清華大學研究人員表示，這項技術有助於深入瞭解大腦如何調控複雜行爲，併爲腦認知研究、腦疾病研究及光學腦機接口發展提供新工具。未來，其應用還有望擴展至免疫和腫瘤研究，用於追蹤疾病發生過程。