化工仪器网手机版
移动端访问更便捷
研究人员开发出全脑皮层多模态显微镜
2025年12月27日 09:57:39
来源：化工仪器网 作者：杨 点击量：4937
研究团队通过结合无限远校正旋转扫描机制与复合成像策略，成功将三种成像模态集成于同一平台——multiScope。这一系统直径8.6毫米的大视场足以覆盖小鼠全脑皮层，同时保持最高5.8微米的空间分辨率，实现了“既见森林又见树木”的全脑精细观测。
南方科技大学生物医学工程系奚磊教授团队近日研发出一种全脑皮层多模态显微镜，首次实现对清醒小鼠全脑皮层神经元活动与血液动力学的同步高分辨率成像。这项名为multiScope的创新技术，正帮助科学家们破解大脑能量供应与神经活动之间的精确协作密码。
神经血管耦联，即大脑神经活动与局部血流调节之间的精确匹配，是大脑功能与代谢的核心机制。但现有技术存在双重局限。传统的双光子显微镜虽能提供高分辨率成像，但通常视野狭窄，仅能观察局部脑区，如同通过钥匙孔窥探大脑。而广角成像技术又往往牺牲了空间分辨率，无法看清细胞和毛细血管级别的细节。更关键的是，现有设备大多只能单独记录神经活动或血流变化，缺乏同步记录能力。科学家们难以精确判定是神经元放电先引起血流增加，还是血流变化反过来调节了神经活动。
研究团队通过结合无限远校正旋转扫描机制与复合成像策略，成功将三种成像模态集成于同一平台——multiScope。这一系统直径8.6毫米的大视场足以覆盖小鼠全脑皮层，同时保持最高5.8微米的空间分辨率，实现了“既见森林又见树木”的全脑精细观测。
最核心的创新在于三种血流成像模式的无缝集成：激光散斑对比成像提供全皮层血流分布的快速扫描；光声相关谱分析则无需外源性造影剂就能测量绝对血流速度；而荧光造影定位显微技术更突破了光学衍射极限，实现超高分辨率的血流追踪。
multiScope的技术突破为研究多种脑疾病的血管机制开辟了新路径。在阿尔茨海默病中，早期脑血管功能障碍与认知衰退的关系一直是研究热点。这种同步成像技术能够追踪疾病发展过程中神经活动与血流调节的逐步失衡。对于脑卒中研究，新技术可实时观察缺血区域周边神经血管单元的代偿反应，为治疗时间窗评估提供更精细的指标。在癫痫研究中，multiScope已经显示出相邻血管可能存在相反调控模式，这种微循环异质性可能是癫痫发作后脑损伤不均一分布的原因之一。
传统技术只能问“这个脑区在任务中是否被激活”，而现在可以追问“这个脑区的神经元如何通过精确的血流调节来支持其功能”。脑科学研究中，每一次观测能力的飞跃，都会带来认知边界的扩展。随着multiScope这类技术的完善，人类对大脑这一最复杂器官的理解，正从模糊的轮廓描绘走向精细的机制解析。
相关成果A cortex-wide multimodal microscope for simultaneous Ca2+ and hemodynamic imaging in awake mice于近日发表于《自然—通讯》(nature communications)。
参考来源：中国科学报
相关阅读 Related Reading
查看更多+-
中南大学湘雅医院、湘雅二医院、湘雅三医院发布多项医疗设备采购意向，涵盖临床检验、医学影像、内窥镜、核医学等多类医疗设备，预算总金额...2026-05-18 10:26:38
-
解锁材料“芯”密码！“材料可靠性评估中的关键分析技术与深度应用线上会议”开课在即
2026年5月20日14:00，化工仪器网特举办 “材料可靠性评估中的关键分析技术与深度应用”线上会议。本次会议将聚焦材料可靠性评...2026-05-15 09:53:25 -
北京林业大学公布6月大批仪器采购意向，预算总金额18267万元。2026-05-15 09:24:16
-
项目名称：南通深南电路有限公司项目-金相显微镜，项目编号：0730-264010SZ0075/01，招标范围：0730-26401...2026-05-14 14:20:58
-
近日，中国农业科学院油料作物研究所就“中国农科院油料所油料作物基因组设计育种研究平台仪器设备购置项目(第二包、第三包)”发布公开招...2026-05-13 15:53:01
-
中科院各单位近期计划采购超高分辨激光共聚焦显微镜、高内涵成像设备、发射谱线分析光谱仪等科研仪器，以及其他设备，预算总计13350....2026-05-09 16:34:21
版权与免责声明
- ①凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- ②本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- ③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
