实现全球首次小鼠全身神经系统亚细胞级高清成像

本报合肥7月10日讯（记者 方梦宇 通讯员 张淑凡）记者今天从中国科学技术大学获悉，该校毕国强教授、刘北明教授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。相关成果于北京时间7月10日发表于国际学术期刊《细胞》（Cell），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。

长期以来，受限于成像速度与分辨率矛盾，“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。研究团队创新性开发了一套超高速小鼠全身亚细胞分辨率三维成像技术“blockface-VISoR”，如同为生命体构建一套“超级CT扫描仪”，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。

得益于高荧光保存特性的水基样品制备技术，该系统兼容神经科学领域常用的转基因鼠荧光标记、免疫荧光标记和嗜神经病毒示踪方法，能精确解析脑神经、脊神经和自主神经等不同类型周围神经的三维连接结构，为中枢—周围神经图谱绘制、疾病机制解析等提供全维度研究技术。

“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。”毕国强强调。这项突破性技术将有望通过系统破解“生命物联网”的线路图，帮助回答神经生物学、系统生理学乃至发育生物学、解剖学、中医经络理论等生命医学领域中悬而未决的关键问题，并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神经退行性疾病（如阿尔茨海默症）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（包括基因编辑疗法）对全身组织和器官的靶向效果，加速药物研发进程。此外，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。

《中国教育报》2025年07月11日 第01版

作者：记者 方梦宇 通讯员 张淑凡