新型脑成像技术给神经元贴上“条形码”
美国冷泉港实验室（CSHL）和瑞士巴赛尔大学的神经科学家团队日前在《自然》杂志发表论文称，他们开发出一种创新的脑成像技术，追踪了小鼠大脑外部皮层数百个神经元连接。新技术能以前所未有的速度生成更详细的图片，比现有方法更快捷更有效，且成本直线下降，有利于未来认识神经发育障碍。 人类大脑中有1000亿个神经元，每个神经元可以产生数千个连接或突触，从而可能产生数百亿的连接。神经科学家非常了解单个神经元的作用，但对于大量神经元如何协同工作，并产生想法、感受乃至行为知之甚少。 研究人员通常使用显微镜来观察神经连接，但既费力又昂贵。传统的识别神经细胞间连接的技术称为荧光单神经元示踪，向细胞内引入产生绿光的蛋白基因，以便用光学显微镜观察神经元的连接。 该小组使用传统方法追踪了31个从视觉皮层到另外7个皮层区域的神经元连接。用新的技术方法，他们在短短3周内完成了来自591个神经元的连接，而这些工作用传统方法需要3年才能完成。 新技术称......阅读全文
近红外脑功能成像在婴幼儿及儿童脑功能发育与疾病...2
fNIRS用于婴幼儿认知研究 近年来，随着fNIRS在幼儿神经机制研究中的应用，人们将对神经系统发育生长最快的时期——婴幼儿阶段的人类大脑发展机制有更为深入地了解，从而使发展认知神经科学真正能“开创了一个使人们更充分地理解发展的心理学和生物学的新时期”。 Zhang D等人（2017）使用fNI
科研人员成功研发新型光场显微镜－可用于神经科学研究
近日，中科院脑科学与智能技术卓 越创新中心（神经科学研究所）、上海 脑科学与类脑研究中心、神经科学国家 重点实验室王凯研究组研究发展了一种 新型体成像技术——共聚焦光场显微镜， 可以对活体动物深部脑组织中神经和血 管网络进行快速大范围体成像。 相关研 究论文8月10日在线发表于《自然—生物 技
“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”获进展
在国家自然科学基金国家重大科研仪器研制专项“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”（项目编号：31327901）的支持下，北京大学分子医学研究所、信息科学技术学院、动态成像中心、生命科学学院、工学院联合中国人民解放军军事医学科学院组成跨学科团队，历经三年多的协同奋战，成功研制新一代高速高分辨
高光谱成像仪的成像技术原理
高光谱成像仪是新一代传感器。在20世纪80年代初正式开始研制。研制这类仪器的主要目的是想在获取大量地物目标窄波段连续光谱图像的同时，获得每个像元几乎连续的光谱数据，因而称为成像光谱仪。目前成像光谱仪主要应用于高光谱航空遥感。在航天遥感领域高光谱也开始应用。 高光谱成像技术 高光谱成像技术是基
高光谱成像仪的成像技术原理
高光谱成像仪是新一代传感器。在20世纪80年代初正式开始研制。研制这类仪器的主要目的是想在获取大量地物目标窄波段连续光谱图像的同时，获得每个像元几乎连续的光谱数据，因而称为成像光谱仪。目前成像光谱仪主要应用于高光谱航空遥感。在航天遥感领域高光谱也开始应用。 高光谱成像技术 高光谱成像
前沿显微成像技术专题——超分辨显微成像（1）
从16世纪末开始，科学家们就一直使用光学显微镜探索复杂的微观生物世界。然而，传统的光学显微由于光学衍射极限的限制，横向分辨率止步于 200 nm左右，轴向分辨率止步于500 nm，无法对更小的生物分子和结构进行观察。突破光学衍射极限，一直是科学家们梦想和追求的目标。虽然随着扫描电镜、扫描隧道显微镜及
前沿显微成像技术专题——超分辨显微成像（2）
上一期我们为大家介绍了几种主要的单分子定位超分辨显微成像技术，还留下了一些问题，比如它的分辨率是由什么决定的？获得的大量图像数据如何进行重构？本期我们就来为大家解答这些问题。单分子定位超分辨显微成像的分辨率单分子定位超分辨显微成像的分辨率主要由两个因素决定：定位精度和分子密度。定位精度是目标分子在横
罗敏敏/龚辉合作组开发神经元稀疏标记方法
脑连接图谱研究是神经生物学主要的研究课题之一。以往研究主要注重于描绘大脑中的不同脑区之间以及不同位置神经元类群之间的连接。虽然这些脑连接图谱揭示了神经系统的基本结构，但由于缺乏单细胞精度，脑区水平或神经元类群水平的连接图谱并不能准确反映神经系统的精细结构。目前，有两个因素限制了单神经元连接谱的研
7T磁共振实现外膝体功能分层和视皮层功能柱成像
利用安装在中科院生物物理所的我国首台7T人体磁共振成像系统，研究者成功获得人脑外侧膝状体的功能分层和视皮层的功能柱成像，表明我国高分辨率人脑功能成像技术又登上一个新的台阶。 外侧膝状体（外膝体）是皮层下视觉通路上重要的视觉核团，具有精细的分层结构，不同类型的神经元分离在不同的细胞层中，很适合研
中短期学习记忆障碍机制获揭示
阿尔兹海默症(AD)患者存在明显的短期记忆障碍，这种记忆障碍可通过AD动物模型的物体识别记忆实验模拟出来。中国科学院院士、海南大学校长骆清铭和华中科技大学武汉光电国家实验室教授李向宁团队，通过荧光显微光学切片断层成像 (fMOST) 技术，揭示了AD疾病中短期学习记忆障碍的神经环路机制，相关研究成果
2.2克高速高分辨微型化双光子荧光显微镜现世
历经3年多的协同奋战，北京大学联合中国人民解放军军事医学科学院组成跨学科团队，成功研制新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜，重量仅为2.2克。该科研团队通过这一微型显微镜获取了小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像。原始论文于5月29日在线发表于《自然》杂志子刊Natu
近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用（二）
Masahito等人（2007）利用健康志愿者和卒中患者在跑步机上行走进行对比发现，在健康人和患者的加速行走期，皮质激活在内侧SMC，SMA和PFC中是明显的，在稳定期期间，患者表现出持续的皮质激活，而对健康受试者的皮质激活倾向于减少。 图 健康志愿者和卒中病人在行走期间皮质激活的对比 Hiroak
脑功能成像的正常值及临床意义
正常值 各神经功能活动正常。 临床意义 异常结果 神经功能区内部或周围出现有肿瘤，神经元活动弱，可能涉及某些神经疾病。 需要检查人群：神经功能损害者，老年痴呆症。
近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用（四）
图 不同频率下的大脑皮层的激活状态 卒中患者在运动想象时脑部皮质的激活特征 Masahito等人（2013）利用卒中患者根据信号想象运动时从而获得大脑皮层激活，实验分为两组，REAL反馈组中的受试者被提供了与想象相关的血红蛋白信号。SHAM反馈组中的受试者在神经反馈期间被提供无关的随机信号，结果发
近红外脑功能成像与老年痴呆鉴别（二）
Niu等人通过fNIRS探究了工作记忆任务（n-back记忆任务）下健康老人与轻度认知障碍老人脑区氧合血红蛋白浓度差异，并对Hbo浓度与神经心理学评分的相关性进行研究，结果表明轻度认知障碍人群的左侧额叶和颞叶激活下降且额颞叶部分通道的Hbo浓度与行为学评分存在较强相关性，说明这些敏感通道的fnirs
近红外脑功能成像与老年痴呆鉴别（一）
说起老年痴呆，你想到什么？记忆退化，失语，运动功能丧失，以上种种都可以总结为认知障碍。简而言之，老年痴呆是一种以认知障碍为主要表现的神经退行性疾病。目前老年痴呆的发病机制尚未明确，已有研究表明基因遗传，饮食和生活作息习惯都在一定程度上影响了疾病的发生。老年痴呆正成为人类健康的第一杀手。据2018年数
脑功能成像的注意事项及检查过程
注意事项 检查前禁忌：检查前一天预防头部受损。 查时要求：头部要固定好。 检查过程 病人坐在仪器前，使用固定带和海绵垫将志愿者头部充分固定，以防止扫描中出现不自主运动。扫描中心置于眉弓上方40 mm处，约为中央前回水平。
近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用（一）
根据NEJM全球卒中报告显示:中国（25岁后）卒中发生的终生风险为39.3%，比全球平均水平高出58%。根据国家统计局年度数据，2017年中国脑血管病死亡人数占总死亡人数的比重，在城市和农村分别统计为20.56%和23.18%，与恶性肿瘤、心脏病位列死因占比前三。脑卒中除了高致死率外，还具有高致残率
脑功能成像的临床意义及注意事项
临床意义 异常结果 神经功能区内部或周围出现有肿瘤，神经元活动弱，可能涉及某些神经疾病。 需要检查人群：神经功能损害者，老年痴呆症。 注意事项 检查前禁忌：检查前一天预防头部受损。 查时要求：头部要固定好。
近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用（三）
而他们在2014年对比了正常人和不同程度卒中患者皮质激活发现，随着运动功能恢复，卒中患者的运动激活向双侧脑激活的转变，这是由于同侧也发生激活的加入引起的。我们还在慢性期轻度偏瘫患者中观察到明显的对侧优势模式。这表明中风后运动功能恢复与运动相关激活的侧向平衡恢复有关，并且发现在所有中度偏瘫患者的同侧半
近红外脑成像在精神疾病鉴定中的应用
精神疾病，是指在各种生物学、心理学以及社会环境因素影响下，大脑功能失调，导致认知、情感、意志和行为等精神活动出现不同程度障碍的疾病。1982年我国对12地区的城乡12000户, 共计51982人进行筛查, 结果显示:“在15岁及以上 (38136人) 人口的精神障碍时点患病率为10.54‰。
脑立体定位技术的应用
脑立体定位技术的应用 哺乳动物的大脑是所有器官中最复杂的一部分，结构上分为很多区域和核团，在需要对某个特定核团进行研究的时候就需要通过立体定位技术对其进行精确定位和操作。 原理 某些颅外标记与颅内结构具有相对固定的位置关系，如： 前囟（bregma）:位于冠状缝和矢状缝的交接
脑立体定位技术的应用
脑立体定位技术的应用哺乳动物的大脑是所有器官中最复杂的一部分，结构上分为很多区域和核团，在需要对某个特定核团进行研究的时候就需要通过立体定位技术对其进行精确定位和操作。原理某些颅外标记与颅内结构具有相对固定的位置关系，如：前囟（bregma）:位于冠状缝和矢状缝的交接处；人字缝尖(lambda):位
新技术为“脑计划”铺路
电子显微镜下的小鼠脑组织图像 近日，一场神经学学会会议的约3万名参会者中，有近5000人蜂拥至一个礼堂，观看美国哈佛大学神经学家Jeff Lichtman展示其研究成果——老鼠大脑的切片。当它们被放大在几块大型投影屏幕上时，其中一部分类似圆柱体的组织以史无前例的精细度被呈现出来：680个神经纤
新技术能精确灵活调节神经元
美国研究人员开发出一种非侵入性技术，将全息声学设备与基因工程相结合，能够精确瞄准大脑中的目标神经元，并能在多个患病脑区同时精确调节选定的细胞。这项概念验证研究的结果发表在新一期《美国国家科学院院刊》上。示意图。图片来源：MedicalXpress网站人类大脑疾病（例如帕金森病）涉及大脑多个区域的损伤
新型人工神经元有望用于AI技术
斯坦福大学和桑迪亚国家实验室的研究人员在一份研究报告中称开发了基于人脑神经元连接的计算机组分：一种充当人工突触的装置，模仿神经元在大脑中的通信方式。 该团队报告说，这些设备中的9个的原型阵列在处理速度，能效，再现性和耐久性方面表现甚至优于预期。展望未来，团队成员希望将他们的人工突触与传统电子设
程和平院士开发深脑成像的利器—微型化三光子显微镜
2023年2月23日，北京大学程和平/王爱民团队在Nature Methods在线发表题为“Miniature three-photon microscopy maximized for scattered fluorescence collection”的文章。文中报道了重量仅为2.17克的微
新一代微型化双光子荧光显微镜研制成功
膜生物学国家重点实验室（中国科学院动物研究所、清华大学、北京大学）程和平院士团队研制成功了新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜，获取了小鼠自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像。 新一代微型化双光子荧光显微镜体积小，仅重2.2 克，适于佩戴在小动物头部颅窗上，实时记录数十个神
新一代微型化双光子荧光显微镜研制成功
膜生物学国家重点实验室（中国科学院动物研究所、清华大学、北京大学）程和平院士团队研制成功了新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜，获取了小鼠自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像。 新一代微型化双光子荧光显微镜体积小，仅重2.2 克，适于佩戴在小动物头部颅窗上，实时记录数十个神
新一代微型化双光子荧光显微镜研制成功
膜生物学国家重点实验室（中国科学院动物研究所、清华大学、北京大学）程和平院士团队研制成功了新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜，获取了小鼠自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像。 新一代微型化双光子荧光显微镜体积小，仅重2.2 克，适于佩戴在小动物头部颅窗上，实时记录数十