北京大学新闻中心主办
 
高级搜索  

北京大学召开“成功研制新一代微型化双光子荧光显微镜”专题新闻发布会
日期: 2017-06-01  信息来源: 新闻中心

2017年5月31日上午,北京大学“成功研制新一代微型化双光子荧光显微镜”专题新闻发布会在英杰交流中心阳光厅举行。教育部科技司副司长李楠、北京大学副校长王杰、中国科学院生物物理研究所所长徐涛、中国科学院苏州生物医学工程技术研究所成果转化处副处长刘宇、北京大学理学部主任饶毅、光纤通信国家重点实验室副主任李正斌出席发布会。研发团队、院系级合作单位的师生、北大相关职能部门负责人,以及来自30多家新闻媒体的记者一同出席发布会。发布会由党委宣传部部长蒋朗朗主持。

新闻发布会现场

在国家自然科学基金委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》的支持下,北京大学分子医学研究所、信息科学技术学院、生物动态光学成像中心、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,成功研制出新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜,并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Nature Methods(IF 25.3),相关技术文档同步发表于Protocol Exchange(DOI: 10.1038/protex.2017.048),并已申请多项专利。新一代微型化双光子荧光显微镜的成功研制是世界成像仪器领域的重大突破,为脑与认知科学、人工智能研究的推进提供了重要工具。

王杰致辞

王杰在致辞中指出,一年前全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协九大同时召开,习近平总书记发表重要讲话,向全党全国发出了建设世界科技强国的号召。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,历经三年多的协同奋战,成功研制出新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜,向科技强国的目标迈出了坚实的一步。此次,为了配合国家重大科研仪器研制专项计划,北大举全校之力,相关单位提供大力支持和配合,为研发团队提供支撑和保障。王杰介绍了北京大学近年来为推动生命科学相关交叉学科的发展所做的一系列布局和举措。北大生命科学与物理、化学、数学、工学、信息科学等融合汇聚发展,依托一系列新体制机构,形成了“大生命科学”“大医学”的格局。王杰还介绍了目前北大正在牵头建设的“多模态跨尺度生物医学成像”“十三五”国家重大科技基础设施及其广泛的应用前景。该设施建设是我国生命科学发展的重要机遇,王杰希望北大的科研团队抓住机遇,在这方面的建设中发挥重要作用。他鼓励研究团队努力保持“领跑”态势,开发下一代显微成像技术,同时希望学校科技产业转化部门能够协调配合研究团队,尽快实现原型影像向工程化的转变,让更多科学家从中受益。王杰强调,大学的核心是培养人才,北大希望看到依托大仪器项目和科研设施,培养出一批适应生命科学发展的大科学、交叉科学和复杂科学的新型人才,为提高我国科技创新核心竞争力作出北大应有的贡献。

徐涛致辞

徐涛说道,这是一项具有重要科学意义和运用前景的原创性成果,获得了国际同领域专家的高度评价,对此他向科研团队表示衷心的祝贺并对我国科学家取得这样的成果感到无比自豪。徐涛回顾了该项目从立项到论证的全过程,从当初立项时的疑虑到今天项目提前而且高质量完成,极大地增强了我国科技工作者的自信心;项目取得成功也与程和平院士严谨认真的态度和孜孜以求的精神是分不开的。徐涛表示,新一代微型化双光子荧光显微镜的研制为脑与认知科学的研究提供了一件利器,将极大推动人类对脑认知过程的复杂生物事件的观测和分析,为该领域未来的发展带来一场革命。北京大学和中科院生物物理研究所一直重视通过学科交叉促进生物医学成像技术的研究,此次成果是生物成像较难实现的原理创新方面取得重要进展的杰出代表。程和平院士及其团队新一代微型化双光子荧光显微镜的研制增强了我国科研工作者自主研制高端科学仪器的信心,未来我国在生物医学成像设备领域必将汇集越来越多的优秀人才,产生一个又一个原创性重大突破。

接下来,大屏幕上播放的一段视频简要地介绍了该研究成果的基本情况,回顾了该成果的研发过程,并介绍了研究团队成员及其工作。

程和平介绍研究成果

视频播放结束后,程和平代表研发团队对该研究成果作了进一步说明与介绍。程和平从该项目的由来与背景、组建跨学科团队,以及前期准备阶段的工作讲起,再从团队在研发过程中不断交流学习并克服全新的挑战等方面讲述了研究项目逐渐成形的艰辛过程。在研发过程中,程和平对学校在环境和设施上、制度上,以及研究人员配备等方面给予的大力支持表示感谢,并对接下来团队的研究方向作了展望,介绍了研发团队正在领衔建设的“多模态跨尺度生物医学成像”十三五国家重大科技基础设施。程和平希望设施建成之后能与国际先进标准相媲美,并继续在相关领域保持“领跑”态势。程和平表示,未来团队肩负的任务还很重,路还很长,希望团队能够继续为推动国家重大科研项目和计划向前迈进发挥重要作用。

研发团队成员与听众交流

随后,程和平、陈良怡、王爱民、张云峰、宗伟健、吴润龙、李明立等研发团队成员回答了记者的提问。(文/新闻网记者 王岩)

延伸阅读:

新一代微型化双光子荧光显微镜体积小,重仅2.2克,适于佩戴在小动物头部颅窗上,实时记录数十个神经元、上千个神经突触的动态信号。在大型动物上,还可望实现多探头佩戴、多颅窗不同脑区的长时程观测。相比单光子激发,双光子激发具有良好的光学断层、更深的生物组织穿透等优势,其横向分辨率达到0.65μm,成像质量与商品化大型台式双光子荧光显微镜可相媲美,远优于目前领域内主导的、美国脑科学计划核心团队所研发的微型化宽场显微镜。采用双轴对称高速微机电系统转镜扫描技术,成像帧频已达40Hz(256*256像素),同时具备多区域随机扫描和每秒1万线的线扫描能力。此外,采用自主设计可传导920nm飞秒激光的光子晶体光纤,该系统首次实现了微型双光子显微镜对脑科学领域最广泛应用的指示神经元活动的荧光探针(如GCaMP6)的有效利用。同时采用柔性光纤束进行荧光信号的接收,解决了动物的活动和行为由于荧光传输光缆拖拽而受到干扰的难题。未来,与光遗传学技术的结合,可望在结构与功能成像的同时,精准地操控神经元和神经回路的活动。

微型化双光子荧光显微成像改变了在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式,可用于在动物觅食、哺乳、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下,或者在学习前、学习中和学习后,长时程观察神经突触、神经元、神经网络、远程连接的脑区等多尺度、多层次动态变化。该成果在2016年底美国神经科学年会、2017年5月冷泉港亚洲脑科学专题会议上报告后,得到包括多位诺贝尔奖获得者在内的国内外神经科学家的高度赞誉。冷泉港亚洲脑科学专题会议主席、美国著名神经科学家加州大学洛杉矶分校的Alcino J Silva教授在评述中写道:“从任何一个标准来看,这款显微镜都代表了一项重大技术发明,必将改变我们在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式。它所开启的大门,甚至超越了神经元和树突成像。系统神经生物学正在进入一个新的时代,即通过对细胞群体中可辨识的细胞和亚细胞结构的复杂生物学事件进行成像观测,从而更加深刻地理解进化所造就的大脑环路实现复杂行为的核心工程学原理。毫无疑问,这项非凡的发明让我们向着这一目标迈进了一步。”

新一代微型化双光子荧光显微成像系统的成功研制是国家重大科研仪器研制专项的一个硕果。它彰显了北京大学在生物医学成像领域先期布局的前瞻性,锻炼了一支以年轻PI和硕博研究生为主体、具有学科交叉背景和核心技术创新能力的“中国智造”队伍。目前,该研发团队正在领衔建设“多模态跨尺度生物医学成像”“十三五”国家重大科技基础设施,积极参与即将启动的中国脑科学计划。可以期待,微型化双光子荧光显微成像系统将为实现“分析脑、理解脑、模仿脑”的战略目标发挥不可或缺的重要作用。

摄影:李香花

编辑:山石


   
北京大学官方微博     北京大学新闻网     
[打印页面]  [关闭页面]
 
转载本网文章请注明出处
 

 
本网介绍 | 设为首页 | 加入收藏 | 校内电话 | 诚聘英才 | 新闻投稿
投稿地址 E-mail:xinwenzx@pku.edu.cn 新闻热线:010-62756381