北京
佩戴Airscope的小鼠在实验室场景中自由探索。 图据澎湃新闻
记者10月19日从清华大学获悉，该校戴琼海团队与解放军总医院戴朴团队联合攻关，成功研制出百万像素“无线介观显微镜”Airscope。该设备突破传统观测桎梏，实现动物自由活动状态下的大范围、高精度脑神经成像，为脑科学研究与脑机接口技术发展提供全新工具。相关成果发表于国际期刊《自然》。
长期以来，神经科学研究存在技术瓶颈，传统显微设备难以兼顾观测视野、分辨率与动物自然行为。固定式设备或有线装置会束缚动物活动，导致行为失真，而传统无线设备重量偏大、观测范围狭小，无法记录大规模神经元活动。
此次研发的Airscope实现颠覆性突破，整机不含电池仅重1克，相较同类头戴设备减重超30%。设备搭载200万像素传感器，以仅4片非球面镜片的极简光学结构，实现6毫米超大视场单细胞分辨率成像，光学总长大幅缩短。通过高效数据压缩技术，设备成功实现百万像素级图像无线传输，配合磁吸快换电池，可保障长时间持续观测，佩戴设备的动物可正常完成攀爬、钻管等各类自然动作。
在观测能力方面，Airscope单只小鼠可同步记录8500余个皮层神经元，观测数量是现有无线设备的25倍，且同一部位稳定记录时长可达200天以上，信号质量媲美传统台式显微镜。此外，科研团队配套开发SAM2Mice智能追踪工具，大幅提升动物行为追踪精度与效率，有力破解群体实验分析难题。
据介绍，依托全新设备，团队完成多项突破性实验，成功在自然化栖息地里观测小鼠复杂行为对应的皮层活动，可通过神经活动精准预判小鼠竞争胜负，准确率达81.8%。
《科技日报》记者 华凌
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