记者 吴长锋
记者7月28日从中国科学技术大学获悉，该校教授毕国强、刘北明联合合肥综合性国家科学中心人工智能研究院团队等，突破性研发出全球最快的小动物全身亚细胞分辨率三维成像技术，首次绘制了小鼠全身神经网络精细三维高清图谱，为解析周围神经调控网络及疾病机理研究提供了全新工具。相关成果日前发表于国际学术期刊《细胞》。
在生物体内，存在着一张由亿万周围神经纤维编织成的精密“生命物联网”。它承载着大脑与全身器官的双向通信任务，可调控运动、感觉以及内脏功能。然而，神经纤维直径仅为发丝的几十分之一，且蜿蜒交织遍布全身。如何同时“看得清”单根神经纤维，又能“看得全”全身神经网络的整体构架，是神经科学领域悬而未决的技术难题。
针对这一难题，研究团队创新性开发了一套超高速小动物全身亚细胞分辨率三维成像技术，如同为小动物构建了一套“超级CT扫描仪”。该技术仅用40小时就能完成成年小鼠全身成像，获取的单通道原始图像数据量高达约70TB，相当于数千部高清电影的数据量。与现有技术相比，其成像效率提升了数倍至数十倍，成像分辨率也从传统光片显微成像的组织细胞级提升至均一亚细胞级，可清晰捕捉直径数微米的单根神经纤维。基于上述技术，研究人员能够精确解析脑神经、脊神经和自主神经等不同类型周围神经的三维连接结构，为中枢—周围神经图谱绘制、疾病机制解析等提供了技术支撑。
“我们真正直接‘看见’了全身神经网络如何精密连接，信号传导的‘生命物联网’如何布局。”毕国强表示，这项突破性技术有望解答神经生物学、发育生物学、解剖学以及生物医学等领域中众多悬而未决的问题，并可应用于生物医学研究及疾病机制解析，为未来精准神经调控疗法的开发奠定坚实的基础。
