中國團隊開發新成像技術 微米級神經纖維一覽無餘

來源：中國新聞網

中新社合肥7月10日電 (吳蘭 張淑凡)億萬條直徑僅爲頭髮絲幾十分之一的神經纖維如何快速看清、看全？中國科學技術大學畢國強教授、劉北明教授與合作者創新性開發出一套“超級CT掃描儀”，給出解決方案。

據悉，這個三維成像技術可清晰捕捉直徑爲數微米的單根神經纖維。相關成果於北京時間7月10日發表於國際學術期刊《細胞》(Cell)。

在生物體內，一張由億萬周圍神經纖維編織成的精密“生命物聯網”無處不在，承載着大腦與全身器官的雙向通訊，調控運動、感覺以及內臟功能。然而，看清這張網絡的全貌卻極其困難——神經纖維直徑僅爲髮絲幾十分之一，蜿蜒交織遍佈全身。

長期以來，受限於成像速度與分辨率矛盾，“如何同時‘看得清’單根神經纖維，又能‘看得全’全身神經網絡的整體構架”，是神經科學領域懸而未決的技術難題。

研究團隊創新性開發出一套超高速小鼠全身亞細胞分辨率三維成像技術“blockface-VISoR”，如同爲生命體構建一套“超級CT掃描儀”。該技術僅用40小時即完成成年小鼠全身成像，獲取單通道約70 TB原始圖像數據(相當於數千部高清電影)，效率較現有技術提升數倍至數十倍，可清晰捕捉直徑數微米的單根神經纖維。

“blockface-VISoR”技術採取“樣品原位切片+切面三維成像”策略，整合了精密振動切片裝置與“同步飛掃”三維顯微成像系統，對透明化包埋的小鼠樣本分層掃描，每次拍攝約0.6毫米深度的三維圖像後，自動切削0.4毫米組織，再通過智能算法將數百層圖像無縫拼接。

“眼見爲實，我們可以不依賴間接證據，直接‘看見’全身神經網絡如何精密連接、如何與不同組織器官相互作用。”通訊作者畢國強說。

據介紹，這一突破性研發的全球最快的小動物全身亞細胞分辨率三維成像技術，首次實現了小鼠全身神經網絡精細三維圖譜高清繪製。此外，團隊將持續公開研究成果圖像數據集，實現資源全球共享，以推動生物醫藥交叉合作。(完)