24日,从中国科学院深圳先进技术研究院获悉,该院医学成像科学与技术系统重点实验室主任、中国科学院院士郑海荣,与该院研究员刘成波、郑炜组成的研究团队,成功开发出一款仅重1.7克的头戴式显微镜。该设备可在自由活动状态下,对小鼠神经元与血氧代谢进行同步、高时空分辨成像,为大脑神经血管耦合机制探索和 脑机接口技术开发提供了全新思路。相关研究成果已发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上。
该头戴式显微镜具备以下核心技术特点:
1.超高分辨率:成像精度可达1.5微米;
2.快速成像能力:成像速度0.78赫兹;
3.广阔视野:单次成像范围达400微米×400微米;
4.创新成像技术:可同步记录神经元钙信号活动,并实现大脑血氧代谢成像。
研究团队通过系统硬件优化与智能算法创新,确保该显微镜在小鼠自由活动状态下仍能稳定、高效地记录神经元活动,为研究大脑功能动态变化提供了强有力的工具。
据研究员刘成波介绍,团队下一步将继续优化显微镜性能,包括提升成像视场、增加成像景深和速度,并探索融合多光子荧光显微成像等多种技术,以满足更广泛的科研需求。
在脑机接口应用方面,研究团队计划将头戴式成像技术拓展至灵长类动物,用于非侵入式解析大脑功能活动。通过深入研究神经血管耦合机制,团队希望在阿尔茨海默病、卒中等神经疾病领域,开发出新的治疗策略与干预手段,为脑科学与医学研究提供更有力的支持。