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僅重1克的百萬像素無線介觀顯微鏡研制成功

2026年10月20日08:48 | 來源:人民網-教育頻道222
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記者19日從清華大學獲悉,該校戴瓊海團隊與解放軍總醫院戴朴團隊聯合攻關,成功研制出百萬像素“無線介觀顯微鏡”Airscope。該設備突破傳統觀測桎梏,實現動物自由活動狀態下的大范圍、高精度腦神經成像,為腦科學研究與腦機接口技術發展提供全新工具。相關成果發表於國際期刊《自然》。

長期以來,神經科學研究存在技術瓶頸,傳統顯微設備難以兼顧觀測視野、分辨率與動物自然行為。固定式設備或有線裝置會束縛動物活動,導致行為失真,而傳統無線設備重量偏大、觀測范圍狹小,無法記錄大規模神經元活動。

此次研發的Airscope實現顛覆性突破,整機不含電池僅重1克,相較同類頭戴設備減重超30%。設備搭載200萬像素傳感器,以僅4片非球面鏡片的極簡光學結構,實現6毫米超大視場單細胞分辨率成像,光學總長大幅縮短。通過高效數據壓縮技術,設備成功實現百萬像素級圖像無線傳輸,配合磁吸快換電池,可保障長時間持續觀測,佩戴設備的動物可正常完成攀爬、鑽管等各類自然動作。

在觀測能力方面,Airscope單隻小鼠可同步記錄8500余個皮層神經元,觀測數量是現有無線設備的25倍,且同一部位穩定記錄時長可達200天以上,信號質量媲美傳統台式顯微鏡。此外,科研團隊配套開發SAM2Mice智能追蹤工具,大幅提升動物行為追蹤精度與效率,有力破解群體實驗分析難題。

據介紹,依托全新設備,團隊完成多項突破性實驗,成功在自然化棲息地裡觀測小鼠復雜行為對應的皮層活動,可通過神經活動精准預判小鼠競爭勝負,准確率達81.8%。(記者華凌)

(責編:郝孟佳、李依環)

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