化工儀器網(wǎng)首頁>資訊中心>項目成果>正文

我國科研團隊成功研制高速大視野腦成像儀器

2025年08月26日 08:50:43 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點擊量：5265

中國科學院深圳先進技術(shù)研究院團隊成功研制高速大視野光聲/熒光多模態(tài)顯微成像系統(tǒng)（LiTA-HM），實現(xiàn)活體小鼠全腦皮層神經(jīng)元與微血管動態(tài)的高分辨率同步成像，為神經(jīng)血管耦合機制研究提供全新觀測范式，并為下一代非侵入式腦機接口技術(shù)的發(fā)展提供重要技術(shù)支撐。

　　近日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)學成像科學與技術(shù)系統(tǒng)全國重點實驗室鄭海榮院士、劉成波研究員和鄭煒研究員團隊在神經(jīng)成像技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，成功研制出高速大視野光聲/熒光多模態(tài)顯微成像儀器(LiTA-HM)，實現(xiàn)了對活體小鼠全腦皮層范圍內(nèi)神經(jīng)元活動和微血管多種參量的同步、動態(tài)、高分辨成像。該研究成果發(fā)表在《科學進展》(Science Advances)期刊上。
 

 

　　神經(jīng)血管耦合(Neurovascular Coupling, NVC)是大腦神經(jīng)活動動態(tài)調(diào)控腦血流的重要功能機制，是維持大腦正常功能的基礎(chǔ)，也是非侵入腦機接口獲取大腦信息的關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)成像技術(shù)因探測范圍有限(通常<1 mm²)或時空分辨率不足，難以實現(xiàn)全腦尺度的神經(jīng)元與血管活動實時高精度觀測，制約了該機制的深入研究。
 
　　研究團隊在第一代頭戴式顯微成像技術(shù)基礎(chǔ)上實現(xiàn)了再次突破。新研制的LiTA-HM儀器創(chuàng)新性地融合了光學分辨率光聲顯微成像（OR-PAM）與共聚焦熒光顯微成像（CFM）技術(shù)，在硬件層面實現(xiàn)了雙模態(tài)圖像同步獲取與精確配準。該系統(tǒng)具備6μm空間分辨率，6 mm×5 mm成像視野，以及每秒1.25幀頻的成像速度，突破了傳統(tǒng)多模態(tài)系統(tǒng)在成像視野、分辨率與成像速度之間相互制約的局限。
 
　　該研究發(fā)展了多面轉(zhuǎn)鏡與陣列換能器技術(shù)，采用8通道陣列換能器探測光聲信號，即使在6 mm的大成像視野下仍能保持極高的探測靈敏度。研究團隊還開發(fā)了適用于陣列換能器探測的光聲圖像重建算法，通過加權(quán)平均和自適應條紋濾波與校正算法，顯著提升了圖像信噪比，有效解決了陣列探測引入的圖像亮暗條紋問題。
 
　　通過光學仿真優(yōu)化，團隊進一步改進了多面轉(zhuǎn)鏡及其掃描光路系統(tǒng)，在6mm成像視野下保持約6 μm的一致分辨率，焦深達到292 μm，為大視野光聲/熒光多模態(tài)成像提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。
 
　　基于LiTA-HM儀器，研究團隊成功開展了多場景應用實驗，揭示了神經(jīng)血管耦合的時空特征。在癲癇發(fā)作狀態(tài)下的研究中，團隊成功捕捉到了全腦視野下的神經(jīng)元與血管網(wǎng)絡的擴散性抑制波(SD)傳播過程，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元鈣離子動態(tài)與腦血管血液灌注強度波動在空間和時間上具有顯著相關(guān)性。這一發(fā)現(xiàn)為臨床癲癇診斷和治療過程中定位病灶、預測發(fā)作時機提供了新思路。
 
　　在缺氧與麻醉刺激下的神經(jīng)血管耦合研究中，團隊觀察到大腦皮層在不同狀態(tài)下存在異質(zhì)性響應。研究表明，在缺氧和麻醉狀態(tài)下，大腦皮層神經(jīng)元活動均受到顯著抑制，血管顯著擴張，但其響應模式和機制存在明顯差異。
 
　　研究團隊表示將繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)成像性能，擴大成像視野并提升成像速度，計劃將技術(shù)應用于靈長類動物全腦視野的高速成像。在腦機接口應用方面，該技術(shù)有潛力用于腦功能信息非侵入讀取，基于神經(jīng)血管耦合機制精準解析大腦功能活動，為腦機接口研究提供關(guān)鍵科學依據(jù)和技術(shù)支撐。
關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 大連醫(yī)科大學超高分辨率小動物超聲成像系統(tǒng)中標結(jié)果公告

    項目名稱：大連醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學創(chuàng)新平臺超高分辨率小動物超聲成像系統(tǒng)采購項目,項目編號：1271-25485WH25073,招標范圍...
    2025-10-30 14:07:09

  • 預算167萬 拱北海關(guān)采購凝膠成像系統(tǒng)等

    近日，拱北海關(guān)就“珠海保健中心凝膠成像系統(tǒng)等設備采購項目”發(fā)布公開招標公告，預算金額為167萬元。
    2025-10-24 10:34:51

  • 小動物成像系統(tǒng)中標結(jié)果公告

    項目名稱：大連醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學創(chuàng)新平臺小動物成像系統(tǒng)采購項目，項目編號：1271-25485WH25087，招標范圍：Small ...
    2025-10-21 13:45:10

  • 3254萬元大單 山西大學采購生命科學研究設備

    山西大學委托山西宇森項目管理有限公司組織公開招標，采購高分辨率活細胞成像系統(tǒng)、小動物螺旋CT成像儀等生命科學研究設備，預算3254...
    2025-10-16 09:09:37

  • 預算266萬 長春海關(guān)技術(shù)中心采購儀器設備

    近日，長春海關(guān)技術(shù)中心就“長春海關(guān)技術(shù)中心2025年實驗室儀器設備更新項目(純水\超純水系統(tǒng)、冷凍離心機、全自動凝膠凈化定量濃縮系...
    2025-09-12 11:15:48

  • 預算228萬 中山海關(guān)技術(shù)中心采購實驗室儀器

    近日，中山海關(guān)技術(shù)中心就“中山海關(guān)技術(shù)中心2025年實驗室儀器設備更新項目”發(fā)布公開招標公告，預算金額為228萬元。
    2025-09-08 10:10:12

版權(quán)與免責聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
紅外熱成像技術(shù)在油氣化工領(lǐng)域氣體檢漏應用當中的前沿進展
關(guān)閉