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海南大學(xué)繪制微米精度的“腦部樂高圖譜”
2025年07月04日 08:31 來源:海南日報(bào)

  本報(bào)?7月3日訊(海南日報(bào)全媒體記者黃婷)7月3日,海南日報(bào)全媒體記者從海南大學(xué)獲悉,駱清銘教授率領(lǐng)的海南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院和華中科技大學(xué)腦空間信息團(tuán)隊(duì),成功繪制出小鼠三維腦區(qū)和立體定位圖譜。該項(xiàng)研究成果以1微米的各向同性分辨率(即在任意方向上都具有相同的清晰度),實(shí)現(xiàn)了腦圖譜的精確測繪,為解開腦科學(xué)的奧秘提供了關(guān)鍵工具。相關(guān)研究成果在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上發(fā)表。

  據(jù)了解,傳統(tǒng)的腦圖譜通常呈現(xiàn)為模糊的二維切片信息,如一張靜止的紙質(zhì)地圖,雖能提供一些信息,卻無法完整展現(xiàn)大腦神經(jīng)細(xì)胞的三維形態(tài)、大小、位置及神經(jīng)元之間的連接。駱清銘研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了對完整小鼠腦進(jìn)行尼氏染色和樹脂固定的方法,并基于自主研發(fā)的顯微光學(xué)切片斷層成像技術(shù),將小鼠大腦轉(zhuǎn)化為透明“水晶腦”,成功獲取了包括14000張冠狀切面、11400張矢狀切面和9000張水平切面在內(nèi)的亞微米分辨的小鼠全腦細(xì)胞構(gòu)筑圖像。

  基于海量切片數(shù)據(jù),研究團(tuán)隊(duì)劃分并標(biāo)注了916個(gè)腦區(qū)的三維視角可調(diào)地圖,其中236個(gè)全新發(fā)現(xiàn)的腦亞區(qū)揭示了未知的神經(jīng)連接網(wǎng)絡(luò)。此外,研究團(tuán)隊(duì)還采用圖像三維大數(shù)據(jù)分塊策略和快速隨機(jī)存取技術(shù),實(shí)現(xiàn)了以任意角度生成1微米分辨率的腦切面圖像,能對非標(biāo)準(zhǔn)解剖切面呈現(xiàn)精細(xì)的細(xì)胞構(gòu)筑圖像。

  據(jù)了解,這項(xiàng)研究不僅是海南大學(xué)的新成果,也是全球腦科學(xué)研究的新突破。該圖譜猶如一個(gè)精密的“腦部樂高模型”,對人類理解大腦正常功能,以及在疾病狀態(tài)下功能失調(diào)的機(jī)制,都具有重要價(jià)值。同時(shí),為后續(xù)在生理、病理、藥理、毒理等諸多應(yīng)用研究領(lǐng)域的探索,提供了研究基礎(chǔ)、便利工具,比如將推動(dòng)阿爾茨海默病(AD)、癲癇、抑郁等疾病研究治療。

編輯:李?yuàn)W迪