科学家实现迄今最高精度猕猴大脑三维高清成像

猕猴丘脑神经元群体投射。中科院深圳先进院 供图

猕猴丘脑神经元单轴突投射与追踪。中科院深圳先进院 供图

猕猴大脑三维高分辨重建(a)、截面(b)、内部神经纤维(c)、部分神经纤维全脑示踪和可视化图(d)。中科院深圳先进院 供图

由中国多家高校和研究机构科学家组成的研究团队，通过自主研发的高通量三维荧光成像VISoR技术，以及灵长类脑图谱绘制SMART流程，历时5年，实现了猕猴大脑的微米级分辨率三维解析，这是目前世界上最高精度的灵长类动物的脑图谱。

中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）27日向此间媒体披露，这一最新研究成果26日发表于《自然-生物技术》。

“VISoR技术作为当前世界最快的大尺度三维组织成像方法，可以对各种模型动物大脑进行高通量、高精度的定量解析，并可扩展至其它组织器官，在大规模药物筛选、快速病理诊断，以及更大型生物样品成像等领域都有广阔的应用前景。这项技术产生的超大规模数据与人工智能技术的结合，将有望帮助理解人类大脑和身体器官的精细结构及其在疾病中的变化规律，加速医疗诊断和药物研发，促进人类健康。”论文共同通讯作者之一的毕国强表示。

大脑作为结构和功能最复杂的器官，是生命活动的司令部，识别大脑的三维结构，对脑科学研究有着重要作用。长久以来，为了能“看清”大脑的内部结构，了解其运转机制，科学家们都在尝试绘出一幅包含连接性，功能和微观结构的大脑高清“地图”并做出诸多努力，然而其技术难度极大。

研究团队开发了渐进式的半自动追踪技术，实现了对神经元轴突的长距离追踪，并基于前期工作基础，发现了前所未知的猕猴轴突纤维投射特性及其在大脑皮质沟回处转折延伸的多种路径形态。

接下来，研究团队将深入研究灵长类大脑结构的组成，以及其与大脑智能的关系和疾病中的变化，并与医院、人工智能相关公司开展合作，继续开发相关技术，用于动物及人类器官病理组织的高分辨全景三维成像。

参与此项研究的包括中国科学院深圳理工大学（筹）、深圳先进院脑认知与脑疾病研究所毕国强教授、刘北明教授、徐放副研究员率领的中科院深理工/深圳先进院、中国科学技术大学团队，以及合肥综合性国家科学中心人工智能研究院团队等。