全球最快！中国科大首次实现
记者7月10日从中国科学技术大学获悉，该校教授毕国强、刘北明联合合肥综合性国家科学中心人工智能研究院和中国科学院深圳先进技术研究院团队，突破性研发出全球最快的小动物全身亚细胞分辨率三维成像技术，首次实现小鼠全身神经网络精细三维图谱高清绘制，为解析周围神经调控网络及疾病机理研究提供了全新工具。相关成果于当日发表于国际学术期刊《细胞》。
研究团队合影（从左到右：张轲铭、徐程、祝清源、毕国强、刘北明、时美玉、姚雨辰、王淼）。周欣宇 摄
在生物体内，亿万周围神经纤维编织成精密“生命物联网”，承载着大脑与全身器官的双向通讯功能，调控生物体的运动、感觉以及内脏。然而，看清这张网的全貌却极其困难——神经纤维直径仅为发丝几十分之一，且蜿蜒交织遍布全身。长期以来，受限于成像速度与分辨率，“如何同时‘看得清’单根神经纤维，又能‘看得全’全身神经网络的整体构架”，是神经科学领域悬而未决的技术难题。
导师与团队成员讨论。周欣宇 摄
联合研究团队创新性开发了超高速小鼠全身亚细胞分辨率三维成像技术，如同为生命体构建一套“超级CT扫描仪”。该技术仅用40小时即可完成成年小鼠全身成像，获取相当于数千部高清电影内存大小的原始图像数据，效率较现有技术提升数倍至数十倍，分辨率也大幅提升至可清晰捕捉直径数微米的单根神经纤维。基于上述技术，研究人员首次揭示了胸段脊神经元跨多节段投射、迷走神经复杂路径等全新结构特征。
导师与团队成员讨论。周欣宇 摄
“眼见为实，我们可以不依赖间接证据，直接‘看见’全身神经网络如何精密连接、如何与不同组织器官互作。”毕国强表示。这项突破性技术将有望帮助回答生命医学领域中悬而未决的关键问题，为未来精准外周神经调控治疗等医学新技术的开发提供底层结构数据基础。“例如，通过全面且精准定位如阿尔茨海默症这一类神经退行性疾病的早期结构变异，来明确疾病的致病机理；以可视化方式评估药物对全身组织和器官的靶向效果，加速药物研发进程。”毕国强说。
据介绍，团队将持续公开研究成果图像数据集，实现资源全球共享，以推动生物医药交叉合作。
记者：陈婉婉