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中國科學技術大學畢國強教授、劉北明教授聯合合肥綜合性國家科學中心人工智能研究院和中國科學院深圳先進技術研究院團隊，突破性研發出全球最快的小動物全身亞細胞分辨率三維成像技術，首次實現小鼠全身神經網絡精細三維圖譜高清繪制。相關成果于北京時間7月10日晚發表于國際學術期刊《細胞》（Cell），為解析周圍神經調控網絡及疾病機理研究提供了全新工具。

 

在生物體內，一張由億萬周圍神經纖維編織成的精密“生命物聯網”無處不在，承載著大腦與全身器官的雙向通訊，調控運動、感覺以及內臟功能。然而，看清這張網絡的全貌卻極其困難——神經纖維直徑僅為發絲幾十分之一，蜿蜒交織遍布全身。長期以來，受限于成像速度與分辨率矛盾，“如何同時‘看得清’單根神經纖維，又能‘看得全’全身神經網絡的整體構架”，是神經科學領域懸而未決的技術難題。

據介紹，研究團隊創新性開發了一套超高速小鼠全身亞細胞分辨率三維成像技術“blockface-VISoR”，如同為生命體構建一套“超級CT掃描儀”。該技術僅用40小時即完成成年小鼠全身成像，獲取單通道約70TB原始圖像數據（相當于數千部高清電影），效率較現有技術提升數倍至數十倍，分辨率也從傳統光片顯微成像的組織細胞級提升至均一亞細胞級，可清晰捕捉直徑數微米的單根神經纖維?；谏鲜黾夹g，研究人員首次揭示了胸段脊神經元跨多節段投射、迷走神經復雜路徑等全新結構特征。

小鼠全身blockface-VISoR成像流程與周圍神經結構解析

“眼見為實！我們可以不依賴間接證據，直接‘看見’全身神經網絡如何精密連接、如何與不同組織器官互作。”通訊作者畢國強教授強調。這項突破性技術將有望通過系統破解“生命物聯網”的線路圖，幫助回答神經生物學、系統生理學、乃至發育生物學、解剖學、中醫經絡理論等生命醫學領域中懸而未決的關鍵問題，并為未來精準外周神經調控治療等醫學新技術的開發提供底層結構數據基礎。例如，通過全面且精準定位神經退行性疾?。ㄈ绨柎暮ＤY）的早期結構變異來明確疾病的致病機理；以可視化方式評估藥物（包括基因編輯療法）對全身組織和器官的靶向效果，加速藥物研發進程。此外，團隊將持續公開研究成果圖像數據集，實現資源全球共享，以推動生物醫藥交叉合作。

（安徽商報 元新聞記者 胡霈霖 通訊員 張淑凡）【圖片、視頻均由中國科大提供】