國際科學(xué)與技術(shù)協(xié)會(ISTA)的研究小組日前開發(fā)出一種新型大腦成像和虛擬重建技術(shù)，即實(shí)時信息優(yōu)化納米鏡成像技術(shù)(Live Information Optimized Nanoscopy Enabling Saturated Segmentation，LIONESS)，注意到，相應(yīng)論文發(fā)布在《自然》雜志上。

　　據(jù)悉，IONESS 是一個用于成像、重建和分析活體腦組織的工具，其全面性和空間分辨率是迄今為止其他競品所“無法實(shí)現(xiàn)的”。

　　

 

　　據(jù)悉，LIONESS 可以對樣本進(jìn)行基于 AI 的高精度成像和重建，從而闡明活體腦組織中的許多動態(tài)結(jié)構(gòu)和功能，此前的技術(shù)若對人腦進(jìn)行高分辨率成像，需要對樣本進(jìn)行高負(fù)荷的光照，這會導(dǎo)致活體組織損壞。

　　而 LIONESS 是在 "快速、溫和" 的成像條件下開發(fā)的，配合 AI 超分辨率，因此能夠保證樣本的活力不會因為光照受損，該技術(shù)在提供各向同性超分辨率的同時，還能以三維“納米級分辨率”的細(xì)節(jié)觀察組織的細(xì)胞成分。

　　論文第一作者 Philipp Velicky 表示，“有了 LIONESS，我們第一次有可能對活腦組織進(jìn)行全面、密集的重建。通過對組織進(jìn)行多次成像，LIONESS 讓我們能夠觀察和測量大腦中的動態(tài)細(xì)胞生物學(xué)過程，其中輸出結(jié)果是細(xì)胞排列的三維重建圖像，樣本可以在幾分鐘、幾小時或幾天內(nèi)成像。”

　　Philipp Velicky 同時聲稱，LIONESS 的優(yōu)勢在于其精良的光學(xué)技術(shù)和并融入了基于 AI 的擴(kuò)展能力，能夠在提高圖像質(zhì)量的同時，識別密集神經(jīng)元環(huán)境中的不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

　　而在虛擬重建方面，ISTA 科學(xué)家 Johann Danzl 和 Philipp Velicky 與相關(guān)視覺計算專家合作，令 LIONESS 在同一活體神經(jīng)元回路中進(jìn)行功能測量(即讀出細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物信號活動成為可能)。

　　觀察大腦組織結(jié)構(gòu)的變化對于揭開其人腦背后的秘密至關(guān)重要，當(dāng)下國際科學(xué)與技術(shù)協(xié)會開發(fā)的新工具有利于科研人員了解腦組織以及其他潛在器官功能結(jié)構(gòu)的潛力。