8月22日消息，據(jù)媒體報道，我國科學家成功自主研制出僅重2.6克的新一代多色微型化雙光子顯微鏡，首次實現(xiàn)對自由活動小鼠的高分辨率深腦雙光子彩色成像。這一突破為解析復雜腦功能機制提供了全新研究工具。

雙光子顯微成像是一種基于雙光子吸收和熒光激發(fā)的非線性光學成像技術，其核心部件之一是空心光纖。該光纖通過內部微結構將激光約束并傳輸，激發(fā)被熒光標記的細胞，從而生成熒光圖像。不同波長的激光可呈現(xiàn)不同顏色的成像，但此前的空心光纖僅能傳輸單一波長的超快激光，限制了其多色成像能力。

由北京大學程和平院士、王愛民教授團隊與北京信息科技大學吳潤龍教授團隊合作，研制出一種新型超寬帶空心光纖。該光纖具備低損耗、低色散等優(yōu)異特性，可支持波長范圍700至1060納米的多種飛秒脈沖激光傳輸。基于這一核心部件，團隊成功開發(fā)出多色微型化雙光子顯微鏡。

吳潤龍教授形象地比喻：“這相當于給大腦神經(jīng)元和細胞器的動態(tài)活動進行‘彩色直播’?！币酝芟抻诠饫w性能，顯微鏡僅能觀察單一類型細胞；而現(xiàn)在，不同細胞可標記不同顏色，研究人員能夠清晰觀測多種細胞之間的復雜互動與協(xié)同機制。

在研究過程中，團隊將這一顯微鏡佩戴于患有阿爾茨海默病的小鼠頭部，首次同步捕獲到神經(jīng)元鈣信號、線粒體鈣信號與斑塊沉積的紅、綠、藍三色動態(tài)影像，并在疾病早期階段就發(fā)現(xiàn)斑塊附近細胞與線粒體出現(xiàn)異?；顒印?/p>

此外，團隊還在小鼠大腦超過820微米深度的皮層區(qū)域，成功獲取了神經(jīng)元鈣信號與結構成像——這是目前在不破壞腦組織的前提下，全球微型化雙光子顯微鏡所實現(xiàn)的最深成像記錄。

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