“不可見光+AI”實現活體組織內熱成像

科技日報訊 （記者劉霞）意大利威尼斯卡福斯卡里大學與西班牙馬德里自治大學科學家攜手，創新性地將不可見光與人工智能（AI）技術結合，首次繪製出生物組織內部的三維温度圖譜。這項發表於新一期《自然·通訊》雜誌的研究成果，或將徹底改變人體內部温度監測方式，為疾病早期診斷和治療監測提供全新手段。

研究團隊獨闢蹊徑，將傳統認為有害的光學失真現象轉化為寶貴的信息來源，不僅能檢測到生物組織温度，還能穿透組織表面獲取深層數據。

這項技術的核心在於使用硫化銀製成的納米温度計。這些微小顆粒在近紅外光激發下會發出特殊輝光，其顏色和亮度會隨温度變化及穿透組織的深度而改變。為精準解析這些微妙的光信號變化，團隊訓練了一個雙層神經網絡模型。通過學習數百組高光譜圖像，該系統最終精準重建了組織內部的三維温度分佈圖。

在驗證實驗中，該系統檢測到人造組織與真實生物樣本內的温度梯度。團隊首次僅憑光線就實現了活體動物血管的高分辨率三維熱成像。而且，與傳統功能性磁共振成像或正電子發射計算機斷層顯像掃描技術相比，新技術具有顯著優勢，包括設備便攜、操作安全、成本低廉等。

目前，團隊正致力於研發新一代傳感器和成像系統，目標是以更高精度即時監測細胞內温度、pH值和氧氣水平等參數。該項目還將探索哺乳動物細胞與極端微生物的奧秘，其成果不僅可推動醫學診斷和生物技術發展，還可能為尋找地外生命提供新思路。