北京
如何在小鼠自由奔跑、社交、探索时，依然清晰“看到”它大脑里成千上万个神经元在做什么？这个困扰神经科学多年的难题，被一只仅重1克的“无线眼”撬开了一道口子。
清华大学戴琼海院士团队与解放军总医院戴朴团队联合攻关，研制出一款名为Airscope的超轻无线介观显微镜。整机不含电池仅重1克，却能在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，单只小鼠可同步观测的神经元数量超过8500个，是现有同类型无线设备的25倍。相关成果于10月19日晚在线发表于国际期刊《自然》。
10月19日，清华大学自动化系副教授吴嘉敏在发布会上介绍Airscope的研制及应用情况。
长期以来，神经科学家面临一个两难：看得清大范围脑区的显微镜，往往得把动物头部固定住，或者用线缆“拴”着，动物一被束缚，自然行为就走了样；而头戴式微型显微镜虽然让动物自由了，视场却通常不足1毫米，只能看到很小一块脑区。想看得更广、更清，设备就得做得更重、功耗更大，小鼠戴着吃力，实验效果也打折扣。
10月19日，佩戴Airscope的小鼠在清华大学实验室内搭建的场景中自由探索。
Airscope的突破口在于做“减法”。团队仅用4片非球面镜片，就把光学系统压缩到了极致，在6毫米视场内实现了4至6微米的单细胞分辨率。同时，设备搭载200万像素图像传感器，通过端侧压缩技术把百万像素级图像无线传出来，彻底甩掉了线缆的束缚。配合磁吸快换电池，动物可以长时间佩戴，正常完成攀爬、钻管等自然动作。
轻下来的Airscope，让过去很多做不了的实验变成了可能。团队在5平方米的自然栖息地里同时记录多只小鼠探索时的大脑皮层活动，还在32个末端的大型迷宫里追踪小鼠长时间的自主探索。实验中，研究人员甚至能根据神经活动预判小鼠竞争的胜负，准确率达到81.8%。
更难得的是，这只“无线眼”不光轻，还足够稳。在同一部位，设备可以稳定记录200天以上，信号质量媲美传统台式显微镜。团队还配套开发了SAM2Mice智能追踪工具，提升了群体实验中动物行为追踪的精度与效率。
戴琼海表示，Airscope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的神经探测发展。未来，它的应用还有望向免疫、肿瘤等领域延伸，帮助科学家完整追踪疾病发生的过程。
图片来源：新华网
来源：新华网
编辑：柯欣
审核：王汝霖
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