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北京大學團隊成功實現小鼠大腦深部成像，在多光子顯微技術上取得新突破。

一只老鼠戴著北京大學研制的三光子顯微鏡探索周圍環境。圖片來源：新華社

根據2 月 24 日發表在《自然方法》雜志上的研究，該顯微鏡僅重 2.17 克，已獲得自由活動小鼠大腦皮層和海馬神經元的穩定圖像，這是一種有望揭開未來人類大腦之謎的方法。

由北京大學中國國家生物醫學影像中心主任程和平領導的團隊多年來一直致力于該設備的開發。

他們在2017年創造了**臺重達2.2克的微型雙光子顯微鏡，獲得了小鼠大腦皮層神經元（neurons）和突觸（synapses）活動自由移動時的動態圖像。

經過多年的研發，團隊將雙光子顯微鏡升級，將像場擴大了7.8倍，能夠捕捉到皮層神經元功能信號的三維圖像。新的三光子顯微鏡比以前的微型多光子顯微鏡具有更大的成像深度。

它能夠穿透自由活動的小鼠的整個大腦皮層和胼胝體（大腦皮層下方的一束粗大的神經），捕獲深度達 1.2 毫米的海馬體中的鈣活動，這對全球神經科學家來說是一項重大挑戰。

鈣活性是神經元活動的指標，可以與熒光分子結合監測。然而，腦組織中的光散射，尤其是皮質下胼胝體，阻止了熒光深入穿透，從而限制了圖像深度。

三光子顯微鏡圖像顯示了小鼠大腦深處的皮質和海馬體，綠色斑點顯示神經元的熒光鈣信號。

海馬體位于大腦皮層和胼胝體下方。據北京大學團隊成員趙春珠介紹，世界上以前的微型多光子顯微鏡無法在不侵入的情況下對它們進行成像。

程氏團隊研制的三光子顯微鏡，憑借其創新的光學配置，*大限度地提高了散射熒光的收集效率，成功實現了小鼠大腦深部成像。

研究表明，該顯微鏡具有光毒性低的附加優勢，在長時間觀察神經元活動時不會引起熒光漂白或過早老化。

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