近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的一支科研團(tuán)隊(duì)取得了突破性進(jìn)展，他們成功研發(fā)出一款重量僅為1.7克的頭戴式顯微鏡，這一創(chuàng)新成果在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。

這款微型顯微鏡具備強(qiáng)大的功能，能夠在自由活動(dòng)的小鼠中實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元活動(dòng)與血氧代謝的同步高時(shí)空分辨成像。它的出現(xiàn)為科學(xué)家探索大腦神經(jīng)血管耦合機(jī)制以及推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展提供了全新的工具和研究視角。

據(jù)了解，這款頭戴式顯微鏡的成像分辨率高達(dá)1.5微米，成像速度為0.78赫茲，視野范圍達(dá)到400微米 x 400微米。通過創(chuàng)新的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和算法，它能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)大腦血氧代謝的高精度成像以及神經(jīng)元鈣信號(hào)的同步記錄，為神經(jīng)科學(xué)研究提供了更為豐富和精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

為了驗(yàn)證這款設(shè)備的性能，科研團(tuán)隊(duì)在小鼠自由活動(dòng)的狀態(tài)下進(jìn)行了腦功能和腦疾病成像實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在全局缺氧挑戰(zhàn)和局部軀體感覺刺激下，小鼠的神經(jīng)血管調(diào)控情況得到了清晰的呈現(xiàn)。這一結(jié)果充分展示了該技術(shù)在神經(jīng)血管耦合成像研究中的巨大應(yīng)用潛力。

在小鼠癲癇模型的研究中，科研團(tuán)隊(duì)還觀察到了一個(gè)有趣的現(xiàn)象。他們發(fā)現(xiàn)，在癲癇爆發(fā)前，低強(qiáng)度高頻的神經(jīng)放電會(huì)導(dǎo)致血氧消耗增加和部分血管異常擴(kuò)張。這一發(fā)現(xiàn)為癲癇的干預(yù)治療提供了潛在的時(shí)間窗口，具有重要的臨床價(jià)值。

中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的劉成波研究員表示，這款頭戴式顯微鏡的研發(fā)是團(tuán)隊(duì)多年努力的成果。他們將繼續(xù)優(yōu)化設(shè)備的性能，包括擴(kuò)大成像視場(chǎng)、提高成像景深和速度，并探索融合多光子熒光顯微成像等其他模態(tài)，以滿足更廣泛的科研需求。

在腦機(jī)接口應(yīng)用方面，科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將這款頭戴成像技術(shù)應(yīng)用于靈長類動(dòng)物，探索非侵入式腦功能信息讀取方法。通過精準(zhǔn)解析大腦功能活動(dòng)，該技術(shù)有望為阿爾茨海默病、卒中等腦疾病的治療策略和干預(yù)措施提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)一步推動(dòng)腦科學(xué)研究和臨床應(yīng)用的深入發(fā)展。