中國團隊開發(fā)新成像技術 微米級神經(jīng)纖維一覽無余

　　中新社合肥7月10日電 (吳蘭 張淑凡)億萬條直徑僅為頭發(fā)絲幾十分之一的神經(jīng)纖維如何快速看清、看全？中國科學技術大學畢國強教授、劉北明教授與合作者創(chuàng)新性開發(fā)出一套“超級CT掃描儀”，給出解決方案。

　　據(jù)悉，這個三維成像技術可清晰捕捉直徑為數(shù)微米的單根神經(jīng)纖維。相關成果于北京時間7月10日發(fā)表于國際學術期刊《細胞》(Cell)。

　　在生物體內(nèi)，一張由億萬周圍神經(jīng)纖維編織成的精密“生命物聯(lián)網(wǎng)”無處不在，承載著大腦與全身器官的雙向通訊，調(diào)控運動、感覺以及內(nèi)臟功能。然而，看清這張網(wǎng)絡的全貌卻極其困難——神經(jīng)纖維直徑僅為發(fā)絲幾十分之一，蜿蜒交織遍布全身。

　　長期以來，受限于成像速度與分辨率矛盾，“如何同時‘看得清’單根神經(jīng)纖維，又能‘看得全’全身神經(jīng)網(wǎng)絡的整體構架”，是神經(jīng)科學領域懸而未決的技術難題。

　　研究團隊創(chuàng)新性開發(fā)出一套超高速小鼠全身亞細胞分辨率三維成像技術“blockface-VISoR”，如同為生命體構建一套“超級CT掃描儀”。該技術僅用40小時即完成成年小鼠全身成像，獲取單通道約70 TB原始圖像數(shù)據(jù)(相當于數(shù)千部高清電影)，效率較現(xiàn)有技術提升數(shù)倍至數(shù)十倍，可清晰捕捉直徑數(shù)微米的單根神經(jīng)纖維。

　　“blockface-VISoR”技術采取“樣品原位切片+切面三維成像”策略，整合了精密振動切片裝置與“同步飛掃”三維顯微成像系統(tǒng)，對透明化包埋的小鼠樣本分層掃描，每次拍攝約0.6毫米深度的三維圖像后，自動切削0.4毫米組織，再通過智能算法將數(shù)百層圖像無縫拼接。

　　“眼見為實，我們可以不依賴間接證據(jù)，直接‘看見’全身神經(jīng)網(wǎng)絡如何精密連接、如何與不同組織器官相互作用?！蓖ㄓ嵶髡弋厙鴱娬f。

　　據(jù)介紹，這一突破性研發(fā)的全球最快的小動物全身亞細胞分辨率三維成像技術，首次實現(xiàn)了小鼠全身神經(jīng)網(wǎng)絡精細三維圖譜高清繪制。此外，團隊將持續(xù)公開研究成果圖像數(shù)據(jù)集，實現(xiàn)資源全球共享，以推動生物醫(yī)藥交叉合作。