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新型显微镜同步捕捉清醒小鼠脑内神经与血管动态
2025年07月29日 14:45:01
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：449
中国科学院深圳先进技术研究院团队于2025年7月23日在《Science Advances》发表研究，成功开发新型混合显微镜LiTA-HM。该技术首次在清醒小鼠全脑皮层实现微米级分辨率（~6微米）的神经活动与血管动态同步实时成像（视野6mm×5mm，帧率0.8秒）。
中国科学院深圳先进技术研究院团队成功开发出一种创新显微镜技术，首次在清醒小鼠全脑皮层范围内实现微米级分辨率的神经元活动与血管动态同步观测。这项突破性研究成果于2025年7月23日发表于国际期刊《科学进展》(Science Advances)，为深入探索大脑工作机制及脑疾病研究提供了重要工具。
当大脑进行思考、感知或应对外界变化时，神经元与血管间进行着被称为"神经血管耦合(NVC)"的精密协作，神经元活动增强时，血管会及时调节血流与供氧。揭示这一协作机制对理解脑功能与脑疾病至关重要。然而，现有成像技术难以在大范围脑皮层内同时高分辨率捕捉神经活动与血管动态变化。
研究团队开发的"基于线性换能器阵列的混合显微镜(LiTA-HM)"创新性地整合了光声显微镜(PAM)与共聚焦荧光显微镜(CFM)技术优势。该设备通过8个微型换能器阵列实现了6毫米×5毫米的大范围皮层成像视野，其中光声显微镜负责捕捉血管动态与血氧代谢信息，共聚焦荧光显微镜则追踪神经元活动。系统空间分辨率达到约6微米，时间分辨率达0.8秒，配合优化的多边形镜超快扫描技术实现实时成像。
在清醒小鼠实验中，研究人员观察到在缺氧和麻醉状态下，数千个神经元胞体与血管分支直至毛细血管水平呈现不同的耦合关系。在药物诱导的癫痫模型中，成功捕捉到扩散性去极化波发生时神经血管耦合展现的时空关联性与功能连接变化。
这项技术首次在清醒动物模型上实现大范围大脑皮层内神经活动、微血管动态与血氧代谢的高时空分辨率同步成像，为解析神经血管耦合机制提供了全新研究手段，有望在脑功能研究及中风、痴呆、癫痫等脑疾病机制探索中发挥重要作用。
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