 |
記者7月28日從中國科學技術(shù)大學獲悉，該校教授畢國強、劉北明聯(lián)合合肥綜合性國家科學中心人工智能研究院團隊等，突破性研發(fā)出全球最快的小動物全身亞細胞分辨率三維成像技術(shù)，首次繪制了小鼠全身神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)精細三維高清圖譜，為解析周圍神經(jīng)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及疾病機理研究提供了全新工具。相關(guān)成果日前發(fā)表于國際學術(shù)期刊《細胞》。
在生物體內(nèi)，存在著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)”。它承載著大腦與全身器官的雙向通信任務(wù)，可調(diào)控運動、感覺以及內(nèi)臟功能。然而，神經(jīng)纖維直徑僅為發(fā)絲的幾十分之一，且蜿蜒交織遍布全身。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(luò)的整體構(gòu)架，是神經(jīng)科學領(lǐng)域懸而未決的技術(shù)難題。
針對這一難題，研究團隊創(chuàng)新性開發(fā)了一套超高速小動物全身亞細胞分辨率三維成像技術(shù)，如同為小動物構(gòu)建了一套“超級CT掃描儀”。該技術(shù)僅用40小時就能完成成年小鼠全身成像，獲取的單通道原始圖像數(shù)據(jù)量高達約70TB，相當于數(shù)千部高清電影的數(shù)據(jù)量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其成像效率提升了數(shù)倍至數(shù)十倍，成像分辨率也從傳統(tǒng)光片顯微成像的組織細胞級提升至均一亞細胞級，可清晰捕捉直徑數(shù)微米的單根神經(jīng)纖維�；谏鲜黾夹g(shù)，研究人員能夠精確解析腦神經(jīng)、脊神經(jīng)和自主神經(jīng)等不同類型周圍神經(jīng)的三維連接結(jié)構(gòu)，為中樞—周圍神經(jīng)圖譜繪制、疾病機制解析等提供了技術(shù)支撐。
“我們真正直接‘看見’了全身神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何精密連接，信號傳導的‘生命物聯(lián)網(wǎng)’如何布局。”畢國強表示，這項突破性技術(shù)有望解答神經(jīng)生物學、發(fā)育生物學、解剖學以及生物醫(yī)學等領(lǐng)域中眾多懸而未決的問題，并可應(yīng)用于生物醫(yī)學研究及疾病機制解析，為未來精準神經(jīng)調(diào)控療法的開發(fā)奠定堅實的基礎(chǔ)。
來源：人民網(wǎng)
