5月31日，北京大學宣布成功研制出新一代微型化雙光子熒光顯微鏡，重量僅2.2克，可佩戴在動物頭部，實時記錄數(shù)十個神經(jīng)元和上千個神經(jīng)突觸的動態(tài)信號；橫向分辨率可達0.65微米，成像質(zhì)量可與商品化大型臺式雙光子熒光顯微鏡相媲美。研究論文5月29日在線發(fā)表于《自然》雜志子刊 《自然·方法學》上，并已申請多項專利。

人們觀察大腦多通過解剖，大腦處在靜止、無生命的狀態(tài)。中國科學院院士、北京大學教授程和平說，新一代微型化雙光子熒光顯微成像改變了觀察細胞、亞細胞結(jié)構(gòu)的方式?？稍趧游镆捠场⒉溉?、打斗、嬉戲、睡眠等自然行為下，或在學習前、中、后長時間觀察神經(jīng)突觸、神經(jīng)元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遠程連接的腦區(qū)等多尺度、多層次動態(tài)變化。

據(jù)介紹，該顯微鏡成像分辨率高、速度快，并具備多區(qū)域隨機掃描和每秒1萬線的線掃描能力；采用柔性光纖束進行熒光信號接收，解決了動物活動、行為由于熒光傳輸光纜拖拽而受到干擾等難題。其效果遠優(yōu)于目前領(lǐng)域內(nèi)主導的由美國腦科學計劃核心團隊所研發(fā)的微型化寬場顯微鏡。

程和平說，該顯微鏡應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。如在外科手術(shù)臨床應(yīng)用上，做開顱手術(shù)前就可看到腦部腫瘤邊界和神經(jīng)活動等?！拔磥?，與光遺傳學技術(shù)結(jié)合，有望在結(jié)構(gòu)與功能成像同時，精準操控神經(jīng)元和神經(jīng)回路活動?！?/p>

該顯微鏡是在國家自然科學基金委國家重大科研儀器研制專項“超高時空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統(tǒng)”支持下，由北京大學分子醫(yī)學研究所、生命科學學院、工學院和軍事醫(yī)學科學院等組成跨學科團隊，歷經(jīng)三年多協(xié)同完成的。