北京
一只小鼠在5平方米的自然栖息地里自由探索，头顶戴着一台显微镜，重量只有1克。它没有被线缆拴住，也没有被固定在仪器下——大脑皮层的神经活动，正在被单细胞分辨率地记录下来。
据新华社报道，中国科学家研制出目前已知世界最轻的无线介观显微镜，重量仅1克。它能在6毫米视场内以单细胞分辨率记录小鼠大脑皮层的神经活动，单只小鼠可同时记录8500多个神经元，是现有同类型设备的25倍。这一成果19日晚在线发表于国际期刊《自然》。
要理解这台设备的分量，得先看它替代了什么。现有能分辨单个神经元的显微镜，虽然看得清大范围皮层，但需要把小鼠头部固定在仪器下，或者用线缆把它“拴”住。动物一旦被固定，自由活动就成了难题，自然状态下神经与行为的研究也随之受阻。
中国工程院院士、清华大学教授戴琼海团队与解放军总医院戴朴团队合作，通过集成化设计和系统性优化，研制出超轻无线介观显微镜Airscope。整套光学系统仅用4片非球面镜片，就在6毫米视场内实现了单细胞分辨率，即4至6微米的观测精度。
“无线、轻巧、宽视场、高通量是 Airscope 的显著特点。”清华大学自动化系副教授吴嘉敏说，常规头戴式微型显微镜重量通常超过3克，会影响小鼠自由活动。Airscope 不仅摆脱了线缆束缚，尺寸更轻巧，还通过200万像素图像传感器实现端侧压缩，使百万像素级图像得以无线传输。
轻和无线带来的直接变化，是实验场景的解锁。团队在5平方米自然栖息地中同时记录多只小鼠探索时的大脑皮层活动；在32个末端的大型迷宫中追踪小鼠长时间自主探索。研究发现，大脑皮层活动会随小鼠所处的地貌区域而系统性变化。
这台显微镜为理解智能的神经基础提供了新工具，将推动光学脑机接口向更精准神经探测发展。未来其应用还有望从神经科学拓展到免疫、肿瘤等领域，实现对疾病发生过程的完整追踪。
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