《东方时空:未来实验室专题》| 组织透明化技术:破解大脑奥秘的“地图”如何绘制?

学术   2024-09-13 18:49   北京  




《东方时空》:未来实验室专题

随着脑机接口、类脑智能等新技术的不断突破,脑科学正逐渐成为推动新质生产力的关键力量,展现出在未来产业应用中的无限潜力。脑科学技术发展和应用的基础,正是源于人类对大脑的深入理解和认知。北京脑科学与类脑研究所(“北京脑所”)赵瑚实验室通过创新组织透明化技术,绘制出了越来越精准丰富的“脑地图”,使科研人员在对脑的认识上取得了新的进展。


小鼠外周感觉神经元在全身的投射图谱

这是赵瑚团队绘制的全球首张小鼠外周感觉神经元在全身的投射图谱。在这个相互缠绕的网络中,不同颜色线条代表了小鼠不同神经元发出的神经线路,它们从大脑延伸至爪间,构成了完整的链接路径。在如此精密的水平上看到单个神经元的完整形态是全球首次。


北京脑所高级研究员赵瑚介绍称:“(图中)我们展示的就是一个神经元的形态,它的分辨率可以达到100纳米以下,这是通过我们最新的技术看到的一些无与伦比的细节。”


小鼠神经图谱的研究对人类大脑研究具有重要价值,而要绘制出清晰的小鼠神经图谱却是一个科研难题。科学家首先要让小鼠复杂的肌肉脂肪等组织隐形,只留下被标记出的神经脉络。赵瑚团队自主研发了一种新型组织透明液,用它包裹的小鼠样本,经紫外光照射后会变成一块坚硬透明的树脂,强度比原本组织提升了150倍以上。随后科研人员会将这个样本切块,再借助显微镜逐一成像,最后通过图层叠加,构建出小鼠神经在体内的真实模样。


赵瑚:“以前的实验室也想到把样本做透明,我们的创新能够让样本又透明又硬,可以进行任意的加工磨削,而不用担心变形。”


一个实验材料的改变带来了神经图谱成像领域的重大进展。目前团队正在研发新一代高速高稳定性的全身神经连接图谱成像自动化平台,一系列前沿探索,为加速产业应用提供更多支撑。


来源 | 中央电视台《东方时空》


北京脑
北京脑科学与类脑研究所成立于2018年3月22日,是北京市重点推进建设的新型研发机构之一。
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