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華中科大有望研發(fā)高分辨全腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)可視化儀器

   2025-06-11 中國儀器儀表信息網(wǎng)525
  科技發(fā)展日新月異,但大腦仍然是最大的未解之謎。結(jié)構(gòu)決定功能,腦的基本功能都依賴于神經(jīng)元的聚集體或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),這些精細(xì)的腦解剖結(jié)構(gòu)是理解腦功能和腦疾病的基礎(chǔ)。為了觀察全腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),至少需要在厘米大小范圍內(nèi)具備1m的三維空間分辨能力,但經(jīng)典的磁共振、電鏡等成像技術(shù)均不能解決大樣本和高分辨的矛盾。因為缺少合適的研究方法,人們對哺乳動物完整腦的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系的認(rèn)識還非常匱乏。

  近日,據(jù)華中科技大學(xué)的消息,該校正在著手研發(fā)高分辨全腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)可視化儀器,該技術(shù)將為揭示大腦奧秘做出重要貢獻(xiàn)。

  據(jù)悉,該校駱清銘教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊經(jīng)過8年的攻關(guān),在國際上率先建立了可對厘米大小樣本進(jìn)行突起水平精細(xì)結(jié)構(gòu)三維成像,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的顯微光學(xué)切片斷層成像系統(tǒng)(MOST),該研究成果曾發(fā)表于2010年第330卷第6009期的《科學(xué)》期刊上,是我國儀器設(shè)備自主開發(fā)研究在《科學(xué)》上發(fā)表的第一篇文章。

  MOST技術(shù)相對于傳統(tǒng)成像技術(shù)優(yōu)勢明顯,創(chuàng)造出迄今為止最精細(xì)的小鼠全腦神經(jīng)元三維連接圖譜,為實現(xiàn)全腦網(wǎng)絡(luò)可視化創(chuàng)造了必要條件。此研究成果將在腦結(jié)構(gòu)、腦功能、腦疾病,以及藥物作用效果等研究中發(fā)揮非常重要的作用。駱清銘介紹說,通過MOST技術(shù)將會更全面深入地了解大腦結(jié)構(gòu)和功能,為治愈多種神經(jīng)性疾病提供了重要的手段。該成果曾在2012年初入選“2011年度中國十大科學(xué)進(jìn)展”。

  據(jù)悉,目前歐美等國相繼出臺腦科學(xué)研究計劃。今年初,美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文提到“腦計劃”,并號召搶占腦科學(xué)研究戰(zhàn)略制高點。4月,白宮便宣布在2014財年預(yù)算為該計劃投入1億多美元作為啟動資金。與此同時,歐盟、日本等也都推出了相關(guān)的腦科學(xué)研究計劃。但是“腦計劃”實施過程中最大的難度是缺乏在高分辨水平可視化全腦網(wǎng)絡(luò)的工具。

  以高分辨全腦網(wǎng)絡(luò)可視化為方向,基于MOST平臺,駱清銘教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊有望在熒光成像、快速成像、多尺度成像和活體功能成像等方面取得突破,并憧憬在不久的將來實現(xiàn)人類在單個細(xì)胞水平可視化完整人腦網(wǎng)絡(luò)的夢想。

 

 
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