脑成像手艺“飞”上中国空间站

□ 本报记者 蔡姝雯

一只小小的金丝雀，头上戴着指节大小的银色“探头”，在鸟笼中安适地踱步、食食、饮水、唱歌……旁边的监测系统实时笔录着金丝雀的一举一动，摘集它在“清醒”形态下的脑部活动数据。3月13日，记者在北京大学分子医学南京转化研究院里，看到如许有趣的一幕科研场景。

那个银色小“探头”来历可不小，是中国科学院院士、北京大学传授程和平团队自主研发的“微型化双光子显微镜”的核心部件，仅2.2克重。2018年，程和平院士带着相关手艺功效，在南京江北新区成立北京大学分子医学南京转化研究院，落地4年来，研究院将脑成像手艺不竭向财产链条延伸，立异功效不竭。近日，研究院及孵化企业“超维景”全程参与研造的空间站双光子显微镜，由神船十五号航天员乘组完成了安拆、调试和初次成像测试，胜利获取了在轨形态下航天员脸部和前臂皮肤的在体双光子显微图像。那也是世界上第一台进进太空的双光子显微镜。

“总书记要求我们停止原创性、引领性科技攻关，勤奋打破关键核心手艺难题，同时也要求我们不竭进步科技功效转化和财产化程度，那为我们此后的科技立异指了然标的目的。”北京大学分子医学南京转化研究院副院长赵婷说，研究院的任务，就是带着北京大学分子医学研究所十多年来积存的一批功效，在江苏停止落地转化，功效转化的同时又陪伴着手艺的不竭迭代更新。“从根底研究的立异，到手艺链条的打通，再到最初财产化落地，我们期看那是一个三级放大的过程，是一个正向轮回。”

双光子显微镜从传统的占空中积半间屋，到如今的核心部件只要2.2克、整系统同一个行李箱就能拆下，履历了多年的攻坚克难和不竭的手艺迭代。“传统的双光子显微镜因为体积浩荡，只能看察头部固定不动或者是麻醒形态下小鼠的大脑。”赵婷告诉记者，为更大限度削减对小鼠动作的影响，让科学家们更精准地看察到动态改变的脑成像情状，程和平院士团队霸占了多项关键核心手艺，末于在2017年研造胜利探头仅重2.2克的高时空辨认微型化双光子显微镜，初次获取了小鼠在自在行为过程中大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像。该手艺昔时被评为“中国十大科学停顿”。

2021年，团队又研造出第二代微型化双光子显微镜，将成像视野扩展了7.8倍，并开发出三维成像才能，获取了小鼠在自在运动中大脑三维区域内数百个神经元清晰不变的动态功用图像，而且实现了针对统一批神经元长达一个月的逃踪笔录。

研究院落地江北新区南京生物医药谷后，创建了南京脑看象台，在此搜集创建团队自主研发的微型化双光子成像系统、超灵敏构造光超辨认显微镜、高速三维扫描荧光成像系统等先辈独有配备，并从样本造备、到摘集数据、再到阐发数据，成立了一整个办事链条，吸引了国内180多个课题项目在南京停止脑科学标的目的的前沿手艺摸索和科学问题打破。同时，研究院还孵化了一系列立异实力凸起的企业，在高端生物成像手艺、立异药物研发等范畴继续鞭策泉源性立异，催生了良多前沿项目和财产功效。好比微型双光子显微手艺的打破，使孵化企业快速把手艺酿成产物，并围绕更多的利用需求继续开发新一代的产物。

“我们已研造出大视野、高辨认、光遗传、双探头、三维、双色、双光子、三光子等9种差别功用和型号的成像设备，核心手艺都是多光子光学原理，根据利用场景的需要我们做了差别的设想。”赵婷介绍，成像手艺的不竭打破，将会带来十分多的利用场景的落地。好比空间站双光子显微镜能够开展航天医学标的目的的利用；落到空中，内窥镜等所有和成像手艺相关的财产范畴也均可涉及，“将来我们还会有一款针对皮肤检测的产物投进病院利用。”