全脑显微成像技术获2014年度国家技术发明奖二等奖‘爱游戏体育在线’

 体验式活动     |      2024-12-17 04:46
本文摘要:美国脑研究计划被《SCIENCE》评价为与人类基因组计划相媲美的根本性工程,其中的高精度、大范围观测脑细胞及电路相连,对说明了阿尔茨海默症、帕金森症等根本性脑疾病的成病机理意义根本性,其核心环节是对大脑结构的精确测量。常用的磁共振技术虽测量范围大,但无法辨别单细胞水平的细节;电镜的精度高却光学时间宽,且无法大范围检测,类似于近距离观赏照片,细节明晰而无法看见整张画面。为此,美国使用传统技术,历时3年耗资近亿美元取得了小鼠全脑图谱,但精度预想超过单细胞水平。

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美国脑研究计划被《SCIENCE》评价为与人类基因组计划相媲美的根本性工程,其中的高精度、大范围观测脑细胞及电路相连,对说明了阿尔茨海默症、帕金森症等根本性脑疾病的成病机理意义根本性,其核心环节是对大脑结构的精确测量。常用的磁共振技术虽测量范围大,但无法辨别单细胞水平的细节;电镜的精度高却光学时间宽,且无法大范围检测,类似于近距离观赏照片,细节明晰而无法看见整张画面。为此,美国使用传统技术,历时3年耗资近亿美元取得了小鼠全脑图谱,但精度预想超过单细胞水平。

因此研发观测精度高(1微米级)、范围大(数厘米级)的单细胞辨别的全脑显微镜光学技术,沦为亟待解决的难题。  美国NIH、NSF等长年资助,仍然并未获得突破,其瓶颈是缺少高分辨倒数光学技术,及设施的的组织样本处置、工件技术。针对上述问题,在国家自科基金等反对下,经十余年从理论、方法到仪器的系统研究,主要发明者如下:  1.在国际上首度创建基于光折射率差异的的组织切片光学理论,发明者了一种反射式切片光学技术,突破传统的先切片再行光学模式,解决问题样本薄片无法精确、较慢光学的问题,奠下了生物的组织的高分辨倒数光学技术基础。  2.发明者一系列大体积脑组织的样本处置方法,在国际上首次构建原始鼠脑的均匀分布染色和塑性包埋,空缺传统方法无法对大体积的组织均匀分布染色、塑性包埋的空白。

  3.发明者一种全自动仪器的组织工件技术,攻下传统方法中手工工件大样本所带给的托厚艰难、样片易损、刀具寿命短等难题,确保光学信息的倒数、原始和有效地。  4.创建单细胞辨别的全脑显微镜光学光学技术体系,首创显微镜光学切片断层光学仪器(MOST),绘制降生界上第一套单细胞辨别的小鼠全脑三维结构图谱。

  在2014年度国家科学技术奖励大会上,单细胞辨别的全脑显微镜光学切片断层光学技术与仪器项目摘了本年度国家技术发明奖二等奖。项目科生物医学工程光学光学领域,其项目已完成人系华中科技大学骆清铭、龚辉、李安安、曾绍群、张斌、吕晓华。项目申请人发明专利20项(获批11项);获得软件著作权6项。

原创成果公开发表于国际顶级期刊SCIENCE,被美国科学院院士、心理学会前主席Gazzaniga等国际同行、及麻省理工学院、斯坦福大学、马普研究所等单位在NATURE、SCIENCE、理解神经科学趋势等国际一流刊物上多次正面提到。  SCIENCE专栏评价:来自中国的团队竭尽全力地建构出有最细致的小鼠仅有脑神经元三维相连图谱、没一家能超过与中国工作类似于的细致程度、所获取的数据和新的自动化脑图谱提供仪器将不会为未来的研究获取最重要基础。NATUREMETHODS的综述评价首次展出了鼠脑内单根轴突的长距离跟踪。

国际期刊《临床神经生理学》副主编指出利用MOST技术获得了详细描述鼠脑相连的重大突破。  所研发的MOST仪器已应用于诺贝尔生理或医学奖得主Sudhof教授实验室、美国冷泉港实验室、北京生命科学研究所、上海神经所、药物所等20余家著名科研机构的脑研究,先前研究取得国家根本性科学仪器设备研发专项反对。

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