中國的科學儀器一直是比半導體還要落後的領域,但現在也在開始加速追趕了_風聞
硬盘硬 软件软-02-26 16:56
【本文由“kk1”推薦,來自《我國科學家研製“微型化三光子顯微鏡”首次實現小鼠“深腦成像”》評論區,標題為kk1添加】
- 青山雨嵐
- 我只能直呼卧槽 這玩意兒具體能怎麼應用有誰懂嗎QWQ
文章裏已經説了,解析腦連接圖譜和功能動態圖譜的研究工具。動物腦內的熒光分子一般為穩定的基態,但如果在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收2個或2個以上的長波長的光子,進入激發態,在經過一個很短的激發態壽命的時間後,發射出一個波長較短的光子後回到基態。雙光子或多光子顯微鏡就是利用這個原理,利用激光器激發高密度光子,雙光子或多光子吸收,實現顯微觀測。
利用雙光子吸收和三光子吸收原理的雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡已經很多了,奧林巴斯、蔡司、萊卡、尼康等全球著名光學產品公司都有雙光子和多光子顯微鏡,但大都是台式。之前觀測小鼠腦皮層活動時,都是將其固定住,所以獲得的影像不是動物自由狀態下。
2017年,北大程和平團隊成功研製第一代微型化雙光子顯微鏡,只有2.2克,全球首次獲取了小鼠在自由行為過程中大腦皮層神經元和神經突觸活動的動態圖像。更為可貴的是,這一技術和產品實現商業化,利用這項技術轉化的北京超維景生物目前是全球唯一一家實現了將微型光子顯微鏡直接固定在自由活動的動物身上,讓動物“帶着顯微鏡跑”的商業化企業。2021年,北大團隊研製的第二代微型化雙光子顯微鏡將成像視野擴大了7.8倍,遠優於美國腦科學計劃核心團隊所研發的微型化寬場顯微鏡,成像質量與商品化大型台式雙光子熒光顯微鏡可相媲美。
這家企業已經和國內外很多大學,醫院和科研機構進行合作並取得了成果。比如2021年11月18日,浙江大學醫學院的胡海嵐教授團隊,利用超維景的微型雙光子顯微鏡,發現由VIP-PV-PYR 組成的微環路通過抑制與去抑制的功能性連接,在社交情境下精細地協作調控dmPFC錐體神經元的活動,從而影響小鼠在面對社會競爭時的行為表現。在國際知名期刊Neuron在線發表了論文。
這一次,這個團隊又進一步實現微型三光子顯微鏡,神經元鈣信號最大成像深度可達1.2毫米(這個深度很厲害,一般只有不到1毫米),所以穿透了小鼠大腦皮層和胼胝體,實現對小鼠海馬CA1亞區的直接觀測記錄。
超維景還與南京江北新區合作建立了**“南京腦觀象台”**,利用國內原創的微型化雙光子成像系統(FHIRM-TPM)、超靈敏結構光超分辨顯微鏡及高速三維掃描熒光成像系統(VISoR)三大先進裝備,構建從突觸、神經元集羣,到神經環路,再到全腦水平的全景式腦功能成像體系。
中國的科學儀器一直是比半導體還要落後的領域,但現在也在開始加速追趕了。