重仅1克!中国科学家研制世界最轻无线介观显微镜

快科技
 来自河南

快科技10月20日消息,如何在自然、群体行为中清楚“看到”大脑神经元对复杂行为的调控,是理解智能的重要基础。

据新华社报道,近日,我国科学家研制出目前世界最轻无线介观显微镜,重量仅1克。

其可在6毫米视场内以单细胞分辨率记录小鼠大脑皮层的神经活动,单只小鼠可同时记录8500多个神经元,是现有同类型设备的25倍,目前该成果已在线发表于《自然》。

据了解,现有能分辨单个神经元的显微镜虽看得清,但往往需将小鼠头部固定在仪器下或用线缆将其“拴”住,但这样很难研究动物的一些复杂自然行为。

头戴式微型显微镜虽不用给动物拴线,但视场通常不足1毫米,仅能看到很小一块脑区,想要同时覆盖更大范围皮层又要有更高清分辨率,就需要更重且更大功耗的显微镜。

为此,中国工程院院士、清华大学教授戴琼海团队与解放军总医院戴朴团队合作,通过集成化设计和系统性优化,研制出超轻无线介观显微镜Airscope,仅用4片非球面镜片,就在6毫米视场内实现单细胞分辨率(即4至6微米)的观测。

据清华大学自动化系副教授吴嘉敏介绍:“无线、轻巧、宽视场、高通量是Airscope的显著特点。”

常规头戴式微型显微镜重量通常超过3克,会影响小鼠自由活动。而Airscope不仅摆脱了线缆束缚,尺寸更轻巧,还通过200万像素图像传感器实现端侧压缩,使百万像素级图像得以无线传输。

重仅1克!中国科学家研制世界最轻无线介观显微镜

借助这种动物“可穿戴”设备,团队完成了许多过去受线缆或设备重量所限难以实现的实验,如在5平方米自然栖息地中同时记录多只小鼠探索时的大脑皮层活动;在32个末端的大型迷宫中追踪小鼠长时间自主探索等。

戴琼海认为,这一新型显微镜为理解智能的神经基础提供了新工具,将推动光学脑机接口向更精准神经探测发展,未来其应用还有望从神经科学拓展到免疫、肿瘤等领域,实现对疾病发生过程的完整追踪。

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责任编辑:哈尔

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