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新型顯微鏡同步捕捉清醒小鼠腦內神經與血管動態
2025年07月29日 14:45:01
來源：化工儀器網 作者：宋池 點擊量：567
中國科學院深圳先進技術研究院團隊于2025年7月23日在《Science Advances》發表研究，成功開發新型混合顯微鏡LiTA-HM。該技術首次在清醒小鼠全腦皮層實現微米級分辨率（~6微米）的神經活動與血管動態同步實時成像（視野6mm×5mm，幀率0.8秒）。
中國科學院深圳先進技術研究院團隊成功開發出一種創新顯微鏡技術，首次在清醒小鼠全腦皮層范圍內實現微米級分辨率的神經元活動與血管動態同步觀測。這項突破性研究成果于2025年7月23日發表于國際期刊《科學進展》(Science Advances)，為深入探索大腦工作機制及腦疾病研究提供了重要工具。
當大腦進行思考、感知或應對外界變化時，神經元與血管間進行著被稱為"神經血管耦合(NVC)"的精密協作，神經元活動增強時，血管會及時調節血流與供氧。揭示這一協作機制對理解腦功能與腦疾病至關重要。然而，現有成像技術難以在大范圍腦皮層內同時高分辨率捕捉神經活動與血管動態變化。
研究團隊開發的"基于線性換能器陣列的混合顯微鏡(LiTA-HM)"創新性地整合了光聲顯微鏡(PAM)與共聚焦熒光顯微鏡(CFM)技術優勢。該設備通過8個微型換能器陣列實現了6毫米×5毫米的大范圍皮層成像視野，其中光聲顯微鏡負責捕捉血管動態與血氧代謝信息，共聚焦熒光顯微鏡則追蹤神經元活動。系統空間分辨率達到約6微米，時間分辨率達0.8秒，配合優化的多邊形鏡超快掃描技術實現實時成像。
在清醒小鼠實驗中，研究人員觀察到在缺氧和麻醉狀態下，數千個神經元胞體與血管分支直至毛細血管水平呈現不同的耦合關系。在藥物誘導的癲癇模型中，成功捕捉到擴散性去極化波發生時神經血管耦合展現的時空關聯性與功能連接變化。
這項技術首次在清醒動物模型上實現大范圍大腦皮層內神經活動、微血管動態與血氧代謝的高時空分辨率同步成像，為解析神經血管耦合機制提供了全新研究手段，有望在腦功能研究及中風、癡呆、癲癇等腦疾病機制探索中發揮重要作用。
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