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2025年5月15日14：00,，化工儀器網(wǎng)特舉辦“第四[詳細(xì)]
分辨率提高16倍,！新型顯微鏡技術(shù)清晰重現(xiàn)大腦復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)
2025年05月12日 10:19:58
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：522
近日,，奧地利科學(xué)技術(shù)研究所（ISTA）和谷歌研究院團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一種新型顯微鏡技術(shù)“LICONN”（基于光學(xué)顯微鏡的連接組學(xué)），為揭開大腦奧秘提供了助力,。
人腦是非常復(fù)雜的生物系統(tǒng),，擁有上千億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元)；神經(jīng)元之間有復(fù)雜的神經(jīng)纖維連接，通過百萬億個(gè)連接點(diǎn)(突觸),，形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和主導(dǎo)各種腦功能的神經(jīng)環(huán)路,。要理解這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，就需要超高分辨率的光學(xué)設(shè)備輔助觀察,。
就在近日,，奧地利科學(xué)技術(shù)研究所（ISTA）和谷歌研究院團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一種新型顯微鏡技術(shù)“LICONN”（基于光學(xué)顯微鏡的連接組學(xué)），為揭開大腦奧秘提供了助力,。相關(guān)論文發(fā)表于《自然》雜志,。
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以及健康需求的不斷提升,，腦科學(xué)研究不僅可以使我們理解認(rèn)知,、思維、意識(shí)和語言等腦功能原理,，對(duì)人類認(rèn)識(shí)自身有重大科學(xué)意義,，還能夠?qū)Ω鞣N腦功能神經(jīng)基礎(chǔ)進(jìn)行解析，對(duì)有效診斷和治療腦疾病有重要臨床意義,，腦科學(xué)所啟發(fā)的類腦研究也將推動(dòng)新一代人工智能和新型信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。
新型顯微技術(shù)“LICONN”能夠重現(xiàn)腦組織以及神經(jīng)元之間的所有突觸連接。它利用標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行圖像采集,，并將復(fù)雜的分子機(jī)制與神經(jīng)元結(jié)構(gòu)可視化,。就像一個(gè)“拼圖高手”，將每個(gè)突觸連接正確地與其對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元相連,，組裝出復(fù)雜的大腦網(wǎng)絡(luò),。
要獲得高清晰細(xì)節(jié)，分辨率必須極高,，在幾十納米左右,。為此，在此次研究中,，科研團(tuán)隊(duì)利用了水凝膠的化學(xué)和物理特性,。水凝膠能吸水膨脹，但膨脹過程受到嚴(yán)格控制,。他們將大腦組織嵌入水凝膠中,。細(xì)胞成分與水凝膠相連，使細(xì)胞的精細(xì)超微結(jié)構(gòu)被印在水凝膠上,，保留下來以供顯微鏡觀察,。
傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的分辨率通常為250—300納米，新技術(shù)將有效分辨率提高了16倍,，達(dá)到了20納米以下,。
與此同時(shí),，谷歌的人工智能技術(shù)能在更大范圍內(nèi)自動(dòng)識(shí)別神經(jīng)元及其復(fù)雜結(jié)構(gòu)，使重建所有細(xì)胞成分這一艱巨任務(wù)變得切實(shí)可行,。
通過遵循這一全面的流程,，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了大腦網(wǎng)絡(luò)的3D渲染圖，不僅精確地重現(xiàn)大腦組織,，還可視化了神經(jīng)元連接和網(wǎng)絡(luò),。科研團(tuán)隊(duì)表示,，新型顯微技術(shù)“LICONN”使科學(xué)家離拼裝出哺乳動(dòng)物大腦圖更近了一步,，也有助于更好地理解大腦在健康和疾病狀態(tài)下的功能。未來,，隨著技術(shù)的優(yōu)化升級(jí),，更高分辨率、更高精確度的顯微技術(shù)有望問世,，為醫(yī)療科學(xué)研究等領(lǐng)域提供堅(jiān)實(shí)支撐。
素材來源：科技日?qǐng)?bào)
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