·我国科学家实现小鼠全身的“高清全景成像”

北京时间7月10日，中国科学技术大学毕国强教授、刘北明教授联合合肥综合性国家科学中心人工智能研究院和中国科学院深圳先进技术研究院团队，在国际学术期刊《细胞》（Cell）上发表了一项重要成果，他们突破性研发出全球最快的小动物全身亚细胞分辨率三维成像技术，首次实现小鼠全身神经网络精细三维图谱高清绘制。相关介绍如下：技术背景：在生物体内，周围神经纤维编织成的“生命物联网”承载着大脑与全身器官的双向通讯，调控运动、感觉及内脏功能。但神经纤维直径极小，且遍布全身，受限于成像速度与分辨率的矛盾，此前难以同时“看得清”单根神经纤维和“看得全”全身神经网络的整体构架，这是神经科学领域长期未解决的技术难题。技术原理与成果：研究团队开发的“blockface-VISoR”技术，如同为生命体构建了一套“超级CT扫描仪”。该技术采用“样品原位切片+面三维成像”的策略，每次仅对样品块表面约600微米深度进行三维成像，然后自动切除已成像的400微米厚度样品，循环此过程直至样品成像完毕，再利用自动化拼接算法进行三维无缝拼接重构。技术优势：该技术仅用40小时即可完成成年小鼠全身成像，获取单通道约70TB原始图像数据，效率较现有技术提升数倍至数十倍。其分辨率从传统光片显微成像的组织细胞级提升至均一亚细胞级，可清晰捕捉直径数微米的单根神经纤维。科学意义：基于此技术，研究人员首次揭示了胸段脊神经元跨多节段投射、迷走神经复杂路径等全新结构特征。这项技术有望解答神经生物学、发育生物学、解剖学及生物医学等领域众多悬而未决的根本问题，并可应用于生物医学研究及疾病机制解析，为未来精准神经调控疗法的开发奠定坚实的结构基础。例如，可用于定位神经退行性疾病的早期结构变异以明确致病机理，还能评估药物对全身组织和器官的靶向效果，加速药物研发进程。此外，团队将持续公开研究成果图像数据集，实现资源全球共享，推动生物医药交叉合作。