研究人員開發(fā)新型成像重建技術(shù)，繪制大腦實(shí)時(shí)視圖揭示其復(fù)雜性

研究人員開發(fā)新型成像重建技術(shù)，繪制大腦實(shí)時(shí)視圖揭示其復(fù)雜性

IT之家 9 月 8 日消息，國(guó)際科學(xué)與技術(shù)協(xié)會(huì)（ISTA）的研究小組日前開發(fā)出一種新型大腦成像和虛擬重建技術(shù)，即實(shí)時(shí)信息優(yōu)化納米鏡成像技術(shù)（Live Information Optimized Nanoscopy Enabling Saturated Segmentation，LIONESS），IT之家注意到，相應(yīng)論文發(fā)布在《自然》雜志上。

據(jù)悉，IONESS 是一個(gè)用于成像、重建和分析活體腦組織的工具，其全面性和空間分辨率是迄今為止其他競(jìng)品所“無法實(shí)現(xiàn)的”。

據(jù)悉，LIONESS 可以對(duì)樣本進(jìn)行基于 AI 的高精度成像和重建，從而闡明活體腦組織中的許多動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和功能，此前的技術(shù)若對(duì)人腦進(jìn)行高分辨率成像，需要對(duì)樣本進(jìn)行高負(fù)荷的光照，這會(huì)導(dǎo)致活體組織損壞。

而 LIONESS 是在 &34;快速、溫和&34; 的成像條件下開發(fā)的，配合 AI 超分辨率，因此能夠保證樣本的活力不會(huì)因?yàn)楣庹帐軗p，該技術(shù)在提供各向同性超分辨率的同時(shí)，還能以三維“納米級(jí)分辨率”的細(xì)節(jié)觀察組織的細(xì)胞成分。

論文第一作者 Philipp Velicky 表示，“有了 LIONESS，我們第一次有可能對(duì)活腦組織進(jìn)行全面、密集的重建。通過對(duì)組織進(jìn)行多次成像，LIONESS 讓我們能夠觀察和測(cè)量大腦中的動(dòng)態(tài)細(xì)胞生物學(xué)過程，其中輸出結(jié)果是細(xì)胞排列的三維重建圖像，樣本可以在幾分鐘、幾小時(shí)或幾天內(nèi)成像。”

Philipp Velicky 同時(shí)聲稱，LIONESS 的優(yōu)勢(shì)在于其精良的光學(xué)技術(shù)和并融入了基于 AI 的擴(kuò)展能力，能夠在提高圖像質(zhì)量的同時(shí)，識(shí)別密集神經(jīng)元環(huán)境中的不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

而在虛擬重建方面，ISTA 科學(xué)家 Johann Danzl 和 Philipp Velicky 與相關(guān)視覺計(jì)算專家合作，令 LIONESS 在同一活體神經(jīng)元回路中進(jìn)行功能測(cè)量（即讀出細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物信號(hào)活動(dòng)成為可能）。

觀察大腦組織結(jié)構(gòu)的變化對(duì)于揭開其人腦背后的秘密至關(guān)重要，當(dāng)下國(guó)際科學(xué)與技術(shù)協(xié)會(huì)開發(fā)的新工具有利于科研人員了解腦組織以及其他潛在器官功能結(jié)構(gòu)的潛力。