记者10日从中国科学技术大学获悉，该校毕国强教授、刘北明教授联合合肥综合性国家科学中心人工智能研究院等国内团队，突破性研发出全球最快的小动物全身亚细胞分辨率三维成像技术，首次实现小鼠全身神经网络精细三维图谱高清绘制，为解析周围神经调控网络及疾病机理研究提供了全新工具。相关成果于北京时间10日发表于《细胞》。
在生物体内，一张由亿万周围神经纤维编织成的精密“生命物联网”，承载着大脑与全身器官的双向通信，调控运动、感觉以及内脏功能。然而，神经纤维直径仅为发丝几十分之一，蜿蜒交织遍布全身。如何同时“看得清”单根神经纤维，又能“看得全”全身神经网络的整体构架，是神经科学领域悬而未决的技术难题。
研究团队创新性开发了一套超高速小鼠全身亚细胞分辨率三维成像技术，如同为生命体构建一套“超级CT扫描仪”。 该技术仅用40小时即完成成年小鼠全身成像，获取单通道约相当于数千部高清电影的70TB原始图像数据，效率较现有技术提升数倍至数十倍，分辨率也从传统光片显微成像的组织细胞级提升至均一亚细胞级，可清晰捕捉直径数微米的单根神经纤维。基于上述技术，研究人员首次揭示了胸段脊神经元跨多节段投射、迷走神经复杂路径等全新结构特征，并能够精确解析脑神经、脊神经和自主神经等不同类型周围神经的三维连接结构，为中枢—周围神经图谱绘制、疾病机制解析等提供全维度研究技术。
“我们真正直接‘看见’了全身神经网络如何精密连接，信号传导的‘生命物联网’如何布局。”通讯作者毕国强教授表示，这项突破性技术有望解答神经生物学、发育生物学、解剖学及生物医学等领域众多悬而未决的根本问题，并应用于生物医学研究及疾病机制解析，为未来精准神经调控疗法的开发奠定坚实的结构基础。
（中国科学技术大学供图）