7月10日,中国科学技术大学的毕国强和刘北明教授给大脑和全身器官之间的神经网络绘制了一张高精度的三维图谱。这个项目还吸引了吴兰和张淑凡等人的参与。他们把这项技术命名为blockface-VISoR,通过给活体小鼠全身进行亚细胞分辨率的快速成像,就把那些直径只有几微米、比头发丝还细的神经纤维彻底看清楚了。这种方法仅用40小时就能完成扫描工作,采集到大约70 TB的数据量。这些数据相当于几千部高清电影那么大。通过层层分析和拼接,这套技术给每个神经纤维的走向都赋予了可视化的表达。 早在研究开始之前,看清整个神经系统的全貌一直是神经科学领域难以攻克的难题。因为神经纤维纤细且分布广泛,传统的成像手段要么速度太慢,要么分辨率不够。为了把单根神经纤维的细节和全身网络的结构同时展现出来,研究团队把切片和显微成像技术结合起来。他们采用了精密的振动切片装置来获取组织样本,再通过同步飞扫的三维显微系统来捕捉每个切面的信息。 这种“超级CT扫描仪”把原本模糊的神经系统变成了可直接观察的现实世界。刘北明教授和他的同事们用这项技术揭示了生命的物联网是如何精确运作的。毕国强教授还提到了一个重要的细节:这种不依赖间接证据、直接看到神经网络相互作用的方式非常可靠。 为了进一步促进生物医药领域的交叉合作,这个团队还决定公开所有的研究成果图像数据集,方便全球科学家共享资源。北京时间7月10日,这个突破性的研发成果被刊登在国际学术期刊《细胞》上。中新社记者吴兰和张淑凡在合肥的现场报道了这一消息。 此外,中国科学技术大学这次的贡献还不止于此。他们通过高效的数据处理和算法优化,让小鼠全身成像的效率提高了好几倍甚至几十倍。过去那些无法同时实现的目标,在这次创新中都得到了满足。 在合肥完成这个项目的过程中,研究人员克服了许多技术难关。比如他们开发的“同步飞扫”系统可以在短时间内获取大量高清晰度的图像数据。而利用振动切片装置对透明化包埋的小鼠样本进行分层扫描后,再通过智能算法将这些图像无缝拼接起来,就构成了一幅完整的神经网络图谱。 这次的成果不仅是在成像技术上的进步,更是推动了生命科学研究的深入发展。它让我们对大脑与身体之间的通讯机制有了更直观的认识。随着数据集的开放共享,相信未来还会有更多跨学科的合作机会出现。