世界最小超緊湊熒光顯微鏡TINIscope助全腦區(qū)動物協(xié)同

2 月 29 日，《中國科學(xué)報》發(fā)布研究報告指出，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院共同研發(fā)的超緊湊頭戴式熒光顯微鏡 TINIscope，重量僅有 0.43 克，成功應(yīng)用在小鼠活體上，同步觀察了 4 個海馬亞區(qū)神經(jīng)元鈣活動。

這項突破性的科研成果為神經(jīng)科學(xué)家提供了一種前沿的研究方法，有助于深入理解動物感知、認(rèn)知和行為過程中的神經(jīng)元級跨腦區(qū)協(xié)同作用。研究結(jié)果已發(fā)至《國家科學(xué)評論》期刊。

研究表明，跨皮質(zhì)和皮質(zhì)下區(qū)域的神經(jīng)元活動同步成像對于深入了解行為回路級神經(jīng)機(jī)制至關(guān)重要。此前，微型頭戴式顯微鏡已實現(xiàn)對自由活動動物的鈣成像，但受限于設(shè)備體積和重量過大，同時在小鼠大腦中植入多臺顯微鏡尚面臨挑戰(zhàn)。

為此，研究團(tuán)隊研制出TINIscope。這款顯微鏡優(yōu)化了電子與光機(jī)械設(shè)計，精密集成神經(jīng)元成像功能，入微至 0.43 克的輕量級設(shè)計使其具備同步觀測小鼠四個大腦區(qū)域行為相關(guān)活動的能力。

借助 TINIscope，研究人員在四個海馬亞區(qū)域中記錄了超過 1000 個神經(jīng)元信息，揭示了跨區(qū)域的并發(fā)活動模式。此外，他們還成功融合其他實驗操作手段，如光遺傳學(xué)、電刺激及局部場電位記錄技術(shù)等，構(gòu)建了多元模式實驗設(shè)計。

總的來說，作為深入研究不受約束行為背后全腦區(qū)域間協(xié)調(diào)模式的利器，TINIscope 的問世無疑為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供了有力支持。