我無線1克國科介觀鏡研製重僅最輕學家顯微世界

　　如何在自然、重仅制世群體行為中清楚“看到”大腦神經元對複雜行為的克国科学調控，是家研界最理解智能的重要基礎。我國科學家研製出目前世界最輕無線介觀顯微鏡，轻无重量僅1克，线介可在6毫米視場內以單細胞分辨率記錄小鼠大腦皮層的观显神經活動，單隻小鼠可同時記錄8500多個神經元，微镜是重仅制世現有同類型設備的25倍。該成果10月19日在線發表於《自然》。克国科学

　　讓顯微鏡同時能“看得廣、看得清、轻无戴得輕、线介不拴線”是观显神經科學研究的一大挑戰。現有能分辨單個神經元的微镜顯微鏡雖看得清，但往往需將小鼠頭部固定在儀器下或用線纜將其“拴”住，重仅制世但這樣很難研究動物的一些複雜自然行為；頭戴式微型顯微鏡雖不用給動物拴線，但視場通常不足1毫米，僅能看到很小一塊腦區。想要同時覆蓋更大範圍皮層又要有更高清分辨率，就需要更重且更大功耗的顯微鏡。

　　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，通過集成化設計和係統性優化，研製出超輕無線介觀顯微鏡Airscope，僅用4片非球麵鏡片，就在6毫米視場內實現單細胞分辨率（即4至6微米）的觀測。

　　△傳統成像需要固定動物頭部或用線纜牽引，動物的行為因此受限；Airscope無需線纜，小鼠可以在自然化環境中無拘無束地活動。圖片來源：研究團隊

　　“無線、輕巧、寬視場、高通量是Airscope的顯著特點。”清華大學自動化係副教授吳嘉敏介紹，常規頭戴式微型顯微鏡重量通常超過3克，會影響小鼠自由活動。而Airscope不僅擺脫了線纜束縛，尺寸更輕巧，還通過200萬像素圖像傳感器實現端側壓縮，使百萬像素級圖像得以無線傳輸。

　　借助這種動物“可穿戴”設備，團隊完成了許多過去受線纜或設備重量所限難以實現的實驗，如在5平方米自然棲息地中同時記錄多隻小鼠探索時的大腦皮層活動；在32個末端的大型迷宮中追蹤小鼠長時間自主探索等。

　　戴瓊海認為，這一新型顯微鏡為理解智能的神經基礎提供了新工具，將推動光學腦機接口向更精準神經探測發展，未來其應用還有望從神經科學拓展到免疫、腫瘤等領域，實現對疾病發生過程的完整追蹤。

　　（總台央視記者 張姵玲）

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