微米和纳米科技材料

中外学者合作实现猕猴脑的“微米级”分析

北京合肥7月27日电(记者吴兰)记者第二十七日从中国科技大学获悉,该校毕国强教授和刘贝明教授通过自主研发的高通量与国内外学者合作,实现猕猴脑的微米分辨率三维分析。三维荧光成像技术与灵长类动物脑定位过程相关成果于北京时间7月26日23:00在《自然·生物技术》上发表

脑图谱分析是神经科学研究的前沿领域。大脑的功能是通过其近1000亿个神经细胞和细胞间的薄而复杂的连接来实现的。为了深入理解大脑的机制,我们需要为大脑绘制一张三维高清晰度地图。目前,国际通用成像技术对小鼠进行微米级全脑成像通常需要几天的时间。恒河猴的大脑体积是老鼠的200多倍。在短时间内完成全脑成像是一个巨大的挑战

为了应对这一挑战,该团队经过几年的研究开发了visor高速三维荧光成像技术。作为世界上最快的大规模三维组织成像方法,该技术在大规模药物筛选、快速病理诊断和大生物样本成像等领域具有广阔的应用前景,与人工智能技术相结合,有望帮助了解人脑和人体器官的精细结构及其在疾病中的变化,加速医学诊断和药物研发,猕猴脑的高分辨率全脑成像也面临着许多困难,如脑沟和脑回结构复杂,组织透明度差。该团队首先将分离的大脑植入并切片,并通过改进的高速三维荧光成像系统×1×2.5微米三维分辨率图像采集,在100小时内完成了猕猴的全脑样本1,另外,两幅猕猴大脑图像的原始数据量超过1 Pb,该团队还开发了自动三维图像拼接技术和渐进式半自动跟踪技术,以实现猕猴大脑的三维图像重建和神经元轴突纤维的远程跟踪,美国科学院院士和华盛顿大学教授认为猕猴为人类大脑健康和疾病提供了最好的模型系统。在全脑水平上绘制神经元的远距离连接是一项惊人的技术进步,对于理解大脑形态学的发展和连接具有深远意义

来源:中国新闻网

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