破解50年科学谜题：中国纳米摄像技术捕捉神经元“亲吻”瞬间

借助革命性成像技术，中国科学家首次捕捉到神经元之间"亲吻"的瞬间。这个毫秒级的微小事件，正是大脑传递信号的核心机制。这项突破性研究终结了数十年来关于突触囊泡如何释放神经递质的科学争论。

中国科学技术大学和中国科学院深圳先进技术研究院的科研团队，研发出全球首台能定格纳米级生命活动的摄像设备。这项发表于《科学》杂志的研究成果，标志着神经科学成像领域的重大飞跃。

捕捉无形瞬间的15年攻关

人类大脑依赖数百亿神经元间高效精确的通信，这种通信通过突触囊泡实现。这些微观囊泡负责存储和释放神经递质。过去50余年间，科学界一直在争论：这些囊泡是与细胞膜完全融合，还是以"亲吻后分离"的方式短暂接触后撤离？

据报道，由于该过程发生在纳米尺度和毫秒之间，传统显微镜几乎无法捕捉。为攻克此难题，中科大团队历时15年研发出具有空前时空精度的冷冻电镜平台，最终建成的时间分辨细胞冷冻电子断层扫描系统，能以毫秒间隔和纳米分辨率实时观测突触囊泡胞吐全过程。

"亲吻-收缩-逃离"新模型

研究人员结合光遗传刺激技术与高速骤冻技术，对大鼠海马体突触进行观测，捕获超过1000张断层扫描图像。这些在神经元激活后0-300毫秒间定格图像，揭示出统一两种对立理论的新机制：激活后4毫秒内，囊泡形成约4纳米宽的融合孔（"亲吻"阶段）；随后进入表面收缩至一半的"收缩"阶段；至70毫秒时，大部分囊泡通过"逃离"路径回收，少数则完全融入突触前膜。

《科学》杂志总结指出，该研究提出了统一的"亲吻-收缩-逃离"突触传递模型，证明神经元通信既非完全瞬时也非彻底不可逆，而是兼顾速度与效率的混合过程。

弥合争议开拓新域

《科学》杂志副主编斯特拉·赫特利指出，该机制"统一了相互竞争的神经递质释放模型，阐明了突触效率与可靠性的基础"。中科大在声明中表示，这项成果"为深化理解神经信息处理及相关脑功能与疾病机制提供了新视角"。校方同时强调，该成像平台还可用于研究病毒入侵、细胞分泌等快速细胞内过程。

通过捕捉大脑中最瞬息的通信场景，研究人员不仅终结了持续半个世纪的科学争论，并为以前所未有的细节探索生命的细胞机制打开了大门。

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