5月31日，北京大學(xué)宣布成功研制出新一代微型化雙光子熒光顯微鏡，重量?jī)H2.2克，可佩戴在動(dòng)物頭部，實(shí)時(shí)記錄數(shù)十個(gè)神經(jīng)元和上千個(gè)神經(jīng)突觸的動(dòng)態(tài)信號(hào)；橫向分辨率可達(dá)0.65微米，成像質(zhì)量可與商品化大型臺(tái)式雙光子熒光顯微鏡相媲美。研究論文5月29日在線發(fā)表于《自然》雜志子刊 《自然·方法學(xué)》上，并已申請(qǐng)多項(xiàng)專利。
人們觀察大腦多通過(guò)解剖，大腦處在靜止、無(wú)生命的狀態(tài)。中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授程和平說(shuō)，新一代微型化雙光子熒光顯微成像改變了觀察細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的方式。可在動(dòng)物覓食、哺乳、打斗、嬉戲、睡眠等自然行為下，或在學(xué)習(xí)前、中、后長(zhǎng)時(shí)間觀察神經(jīng)突觸、神經(jīng)元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程連接的腦區(qū)等多尺度、多層次動(dòng)態(tài)變化。
據(jù)介紹，該顯微鏡成像分辨率高、速度快，并具備多區(qū)域隨機(jī)掃描和每秒1萬(wàn)線的線掃描能力；采用柔性光纖束進(jìn)行熒光信號(hào)接收，解決了動(dòng)物活動(dòng)、行為由于熒光傳輸光纜拖拽而受到干擾等難題。其效果遠(yuǎn)優(yōu)于目前領(lǐng)域內(nèi)主導(dǎo)的由美國(guó)腦科學(xué)計(jì)劃核心團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的微型化寬場(chǎng)顯微鏡。
程和平說(shuō)，該顯微鏡應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。如在外科手術(shù)臨床應(yīng)用上，做開顱手術(shù)前就可看到腦部腫瘤邊界和神經(jīng)活動(dòng)等。“未來(lái)，與光遺傳學(xué)技術(shù)結(jié)合，有望在結(jié)構(gòu)與功能成像同時(shí)，精準(zhǔn)操控神經(jīng)元和神經(jīng)回路活動(dòng)。”
該顯微鏡是在國(guó)家自然科學(xué)基金委國(guó)家重大科研儀器研制專項(xiàng)“超高時(shí)空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統(tǒng)”支持下，由北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所、生命科學(xué)學(xué)院、工學(xué)院和軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院等組成跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)三年多協(xié)同完成的。
