北京
据新华社报道，中国科学家研制出目前已知世界最轻无线介观显微镜，重量仅 1 克，可在 6 毫米视场内以单细胞分辨率记录小鼠大脑皮层的神经活动，单只小鼠可同时记录 8500 多个神经元，是现有同类型设备的 25 倍。这一重要成果 19 日晚在线发表于国际期刊《自然》。
在多只动物自由运动和社交时，以单细胞分辨率同时记录大范围脑区中的大量神经元，有望揭示大脑对于复杂行为的调控机理。然而，现有能分辨单个神经元的显微镜，虽能看得清大范围皮层，仍需将小鼠头部固定在仪器下或用线缆将其“拴”住，一旦如此，会让动物难以自由活动，阻碍了自然状态下对动物神经和行为的研究。
中国工程院院士、清华大学教授戴琼海团队与解放军总医院戴朴团队合作，通过集成化设计和系统性优化，研制出超轻无线介观显微镜 Airscope，仅用 4 片非球面镜片，就在 6 毫米视场内实现单细胞分辨率（即 4 至 6 微米）的观测。
“无线、轻巧、宽视场、高通量是 Airscope 的显著特点。”清华大学自动化系副教授吴嘉敏说，常规头戴式微型显微镜重量通常超过 3 克，会影响小鼠自由活动。而 Airscope 不仅摆脱了线缆束缚，尺寸更轻巧，还通过 200 万像素图像传感器实现端侧压缩，使百万像素级图像得以无线传输。
借助这种动物“可穿戴”设备，团队解锁了小鼠在自然状态下多种复杂的自由探索，完成了许多过去受线缆或设备重量所限难以实现的实验。例如，在 5 平方米自然栖息地中同时记录多只小鼠探索时的大脑皮层活动；在 32 个末端的大型迷宫中追踪小鼠长时间自主探索等。研究发现，大脑皮层活动会随小鼠所处的地貌区域而系统性变化。
据悉，这一新型显微镜为理解智能的神经基础提供了新工具，将推动光学脑机接口向更精准神经探测发展，未来其应用还有望从神经科学拓展到免疫、肿瘤等领域，实现对疾病发生过程的完整追踪。
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