大儀器團隊微型顯微成像系統(tǒng)研發(fā)成果入選2017中國科學十大進展等評選閱讀次數(shù)：
2018年2月27日，“2017年度中國科學十大進展”遴選結果發(fā)布，北京大學分子醫(yī)學研究所和信息科學技術學院等單位聯(lián)合組成的程和平院士研究組研制出的“可實現(xiàn)自由狀態(tài)腦成像的微型顯微成像系統(tǒng)”入選。該項成果作為國家近年來重大儀器專項的產(chǎn)出代表成果之一，之前已經(jīng)同時入選“2017年度中國生命科學十大進展”、“2017年度中國十大醫(yī)學科技新聞”和“2017年度中國光學十大進展-應用研究類”。
該項成果由北京大學集合分子醫(yī)學研究所、信息科學技術學院等單位的多學科交叉研發(fā)團隊，在程和平院士的帶領下，在自然科學基金委國家重大科研儀器研制項目的支持下，運用微集成、微光學、超快光纖激光和半導體光電學等技術，在高時空分辨在體成像系統(tǒng)研制方面取得突破性技術革新，成功研制出2.2克微型化佩戴式雙光子熒光顯微鏡，在國際上首次記錄懸尾、跳臺、社交等自然行為條件下，小鼠大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動的高速高分辨圖像。? ?
FIRM-TPM以及實驗動物的實物圖
此項突破性技術將開拓新的研究范式，在動物自然行為條件下，實現(xiàn)長時程觀察神經(jīng)突觸、神經(jīng)元、神經(jīng)網(wǎng)絡、多腦區(qū)等多尺度、多層次動態(tài)信息處理，這樣，不僅可以“看得見”大腦學習、記憶、決策、思維的過程，還將為可視化研究自閉癥、阿爾茨海默病、癲癇等腦疾病的神經(jīng)機制發(fā)揮重要作用。
該研究成果于2017年7月發(fā)表于Nature Methods（IF 25.3），并申請了6項國家發(fā)明專利和1項國際專利。
三種模式在神經(jīng)元樹突和樹突脊成像中的成像質量對比
冷泉港亞洲腦科學專題會議主席、美國著名神經(jīng)科學家加州大學洛杉磯分校的Alcino J Silva教授在Light：Science&Application發(fā)文評述中寫道：“從任何一個標準來看，這款顯微鏡都代表了一項重大技術發(fā)明，必將改變我們在自由活動動物中觀察細胞和亞細胞結構的方式。它所開啟的大門甚至超越了神經(jīng)元和樹突成像。系統(tǒng)神經(jīng)生物學正在進入一個新的時代，即通過對細胞群體中可辨識的細胞和亞細胞結構的復雜生物學事件進行成像觀測，從而更加深刻地理解進化所造就的大腦環(huán)路實現(xiàn)復雜行為的核心工程學原理。毫無疑問，這項非凡的發(fā)明讓我們向著這一目標邁進了一步。”
2017年10月，2014年諾貝爾生物學或醫(yī)學獎獲得者Edvard.I. Moser博士專程訪問北大微型化雙光子顯微鏡跨學科聯(lián)合實驗室，他對微型化雙光子顯微鏡給予了很高贊譽，稱其將為神經(jīng)科學研究，特別是他研究的大腦空間定位神經(jīng)系統(tǒng)提供一個“革命性”的新工具。
2017年8月，國家自然科學基金委員會專門印發(fā)簡報分送中共中央辦公廳、國務院辦公廳、全國人大、全國政協(xié)辦公廳向國家領導匯報該項重大科研成果，稱該項目將為實現(xiàn)“分析腦、理解腦、模仿腦”的戰(zhàn)略目標發(fā)揮不可或缺的重要作用。
2015年8月24日，團隊成員在微型雙光子顯微鏡第一次實驗成功時拍照留念。
超高時空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統(tǒng)項目組成員來自分子醫(yī)學研究所、信息科學學院、工學院、生命科學學院以及中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院等單位。
在程和平院士把握總研發(fā)方向和整體方案的前提下，團隊中陳良怡教授聚焦于組織團隊學習國內(nèi)外頂尖團隊，主導設計微型顯微鏡不同光學和機械設計方案，王愛民教授負責微型化特定光纖和雙光子激光器，張云峰老師指導系統(tǒng)控制和圖像采集，周專教授指導在神經(jīng)科學應用。
真正把大家的想法落到實處則離不開宗偉健、吳潤龍和李明立等博士研究生同學。他們不斷嘗試，最終將成像探頭從計劃書的15克重降到2.2克重。
轉載自：北京大學新聞網(wǎng)?
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