华科研发高分辨全脑神经元网络可视化仪器

2013-05-04 13:05:34  来源:人民网

  人民网武汉5月4日电 科技发展日新月异,但大脑仍然是最大的未解之谜。结构决定功能,脑的基本功能都依赖于神经元的聚集体或神经网络,这些精细的脑解剖结构是理解脑功能和脑疾病的基础。为了观察全脑神经网络,至少需要在厘米大小范围内具备1 m的三维空间分辨能力,但经典的磁共振、电镜等成像技术均不能解决大样本和高分辨的矛盾。因为缺少合适的研究方法,人们对哺乳动物完整脑的神经元网络结构、连接关系的认识还非常匮乏。

  记者4月28日从华中科技大学了解到,该校正在着手研发高分辨全脑神经元网络可视化仪器,该技术将为揭示大脑奥秘做出重要贡献。

  该校骆清铭教授领导的团队经过8年的攻关,在国际上率先建立了可对厘米大小样本进行突起水平精细结构三维成像,具有自主知识产权的显微光学切片断层成像系统(MOST),该研究成果曾发表于2010年第330卷第6009期的《科学》(Science)期刊上。这是我校首次在《科学》发文,也是我国仪器设备自主开发研究在《科学》上发表的第一篇文章。

  MOST技术相对于传统成像技术优势明显,创造出迄今为止最精细的小鼠全脑神经元三维连接图谱,为实现全脑网络可视化创造了必要条件。此研究成果将在脑结构、脑功能、脑疾病,以及药物作用效果等研究中发挥非常重要的作用。骆清铭介绍说,通过MOST技术将会更全面深入地了解大脑结构和功能,为治愈多种神经性疾病提供了重要的手段。该成果曾在2012年初入选“2011年度中国十大科学进展”。

  教育部科技司副司长雷朝滋表示:“骆教授的项目获批体现了国家的关注和支持,在欧美发达国家相继开展脑计划的背景下,该技术对于我国在脑科学研究领域的发展,以及提升我国原始创新能力方面将起到重要作用。”

  据了解,国家重大科学仪器设备开发专项项目是为了贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,由科技部与财政部共同设立的专项支持资金。该项目旨在支持重大科学仪器设备开发,以提高我国科学仪器设备的自主创新能力和自我装备水平,支撑科技创新,服务经济和社会发展。2012年,包括骆清铭教授的MOST项目在内的66个项目获批立项。

  华中科技大学校长李培根院士担任该项目总体组组长,武汉光电国家实验室(筹)主任叶朝辉院士担任监理组组长,清华大学程京担任技术专家组组长,第四军医大学李云庆教授担任用户委员会主任。骆清铭教授是该项目负责人,合作单位包括北京大学、上海交通大学、第四军医大学、北京生命科学研究所和中科院神经科学研究所、遗传与发育研究所及上海药物所。

  据悉,目前欧美等国相继出台脑科学研究计划。今年初,美国总统奥巴马在国情咨文提到“脑计划”,并号召抢占脑科学研究战略制高点。4月,白宫便宣布在2014财年预算为该计划投入1亿多美元作为启动资金。与此同时,欧盟、日本等也都推出了相关的脑科学研究计划。但是“脑计划”实施过程中最大的难度是缺乏在高分辨水平可视化全脑网络的工具。

  以高分辨全脑网络可视化为方向,基于MOST平台,骆清铭教授领导的团队有望在荧光成像、快速成像、多尺度成像和活体功能成像等方面取得突破,并憧憬在不久的将来实现人类在单个细胞水平可视化完整人脑网络的梦想。(王潇潇 杨义勇)

责任编辑: 房小葵
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