我国科学家研制“微型化三光子显微镜”首次实现小鼠“深脑成像”
人脑包含百亿级神经元和百万亿级的神经突触,其结构和功能上极其复杂精密的连接和相互作用,是意识和思想涌现的物质基础。研制用于解析脑连接图谱和功能动态图谱的研究工具是各国脑科学计划的一个核心方向。24日,北京大学程和平、王爱民研究团队在《自然-方法》杂志在线发表一项最新研究成果:一款重量仅为2.17克的微型化三光子显微镜,能直接透过大脑皮层和胼胝体,首次实现对自由行为中小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像,为揭示大脑深部结构中的神经机制开启了新的研究范式。
图为佩戴微型化三光子显微镜的小鼠(研究团队提供)
(资料图片)
课题组成员、北大未来技术学院博士后赵春竹介绍,海马体位于大脑皮层和胼胝体下面,在记忆巩固、空间记忆和情绪编码等方面起重要作用。但由于大脑组织特别是胼胝体对传播光束具有高散射特性,突破胼胝体实现大脑深层直接成像成为长期以来神经科学家面临的极大挑战。此前,国际上已知的微型化多光子显微镜均无法实现穿透全皮层直接对海马体进行无损成像。
据悉,此次新研制的微型化三光子显微镜一举突破了此前的成像深度极限:显微镜激发光路可穿透小鼠大脑皮层和胼胝体,实现对小鼠海马CA1亚区的直接观测记录,神经元钙信号最大成像深度可达1.2毫米,血管成像深度可达1.4毫米。
这一成像深度的突破得益于该显微镜全新的光学构型设计,使散射荧光收集效率实现了成倍提升。此外,该显微镜还可长时间、不间断地观测神经元功能活动而不产生明显的光漂白与光损伤。
图为使用微型化三光子显微镜对小鼠大脑皮层和海马CA1亚区结构成像(研究团队提供)
北京大学国家生物医学成像科学中心主任程和平院士说,利用该显微镜,团队研究了小鼠大脑顶叶皮层第六层神经元在抓取糖豆过程中的编码机制,发现约37%的神经元在抓取动作之前就开始活跃且在抓取时最活跃,约5.6%的神经元在抓取动作后开始活跃。
“这显示出不同神经元参与了不同阶段的编码,也初步展示了微型化三光子显微镜在脑科学研究中的应用潜力。”程和平表示,这一成像技术为人类更深入探寻大脑的奥秘、揭秘脑功能连接图谱提供了重要工具。
2017年,程和平团队成功研制第一代微型化双光子显微镜,获取了小鼠在自由行为过程中大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像。2021年,团队研制的第二代微型化双光子显微镜将成像视野扩大了7.8倍,具备获取大脑皮层上千个神经元功能信号的三维成像能力。
记者:魏梦佳
标签: 北京大学
《某个男人》获最佳影片木村光希《牛首村》剧照新浪娱乐讯日本第65届蓝丝带奖公布获奖名单,妻夫木聪、安藤樱主演的《某个男人》获最佳影片,
1、温州吉尔达鞋业有限公司系中国皮革工业协会的重点骨干企业。2、现有员工2500多人,标准厂房52000平方米,日产高档
1、1 青箬笠,绿蓑衣,斜风细雨不须归--张志和《渔歌子》2 沾衣欲湿杏花雨,吹面不寒杨柳风。2、--志南和尚《绝句》
1、你好,根据2 0T百公里油耗7 5L左右,97号汽油价格6 8元 L。2、7 5 100*6 8=0 51元 Km
1、《谁说也不信他》是《乙未豪客传奇》的片尾曲。2、该歌曲的填词者是纪小黑,由郭鼎立谱曲,李娜演唱。3、该歌曲于1991
近日,由大兴区教育委员会、大兴区妇联联合主办,首都师范大学附属中学大兴南校区承办,大兴区家长大讲堂“全程超前伴随式”家长培训课程——
个人情况和工资待遇情况坐标广西某地区,就职于当地一家基层乡镇机关单位,乡镇公务员,职级为一级科员。工资待遇情况:一个月打卡工资大概410
就像大约一年前更新了RedmiG(2021)一样,小米现在也更新了RedmiBookPro152022在中国推出近一年后
1、F-Secure原名DataFellows,是欧洲乃至世界知名的计算机及网络安全提供商。2、F-Secure成立
本报讯(记者孙奇茹)北京国际技术交易联盟成立大会暨北京国际技术交易发展春季论坛近日在京举行,北京国际技术交易联盟(NICTC)在中关村社区
书生浏览器安装 书生浏览器安装使用
书生浏览器官方版是一款经典好用的电子文档阅读软件,可以完美解析所有电子文档格式。书生浏览器官方版版即装即用,使用简单,加载速度快,
小米12发布时间 小米12发布时间什么
小米12是2021年12月28日发布上市的。Xiaomi 12采用6 28英寸微曲柔性屏幕;配有黑色、蓝色、紫色、原野绿四种颜色;黑色、蓝色、紫色高度约15
提示“应用程序无法正常启动(0xc0000
最近经常有有用户在电脑系统上操作运行程序时就出错了,且遇到提示应用程序无法正常启动(0xc000007b)。这该怎么办呢?接下来,小编就向大家
迅雷老是崩溃?迅雷为什么老是崩溃?
Win10又出新版了,相信很多小伙伴和俺一样,都是第一时间下载并安装上的。不过随着新系统部署完毕,又有一些软件开始不正常工作了!最明显一
手机用什么杀毒 手机用什么杀毒软件
手机用什么杀毒软件好?随着手机端使用的用户不断增加,不少原本使用电脑的用户都转为使用手机了。在手机中各种软件应用都成熟起来,相对之