近日，中国香港科技年夜学电子和计较机工程学系传授瞿佳男、生命科学部拜候助理传授Julie L. SEMMELHACK配合带领的跨学科研究团队，乐成研发出一项新型激光节制技能。该技能犹如智能调光器，可于激光扫描历程中精准、选择性地调控每一个像素的亮度，从而防止非方针神经元被不测激活，年夜幅晋升了全光学脑成像与调控的精准度。相干结果发表在《天然-通信》。
瞿佳男（后排右）、Julie L. Se妹妹elhack（前排右），以和论文配合第一作者严酷威（后排左）、田广楠（前排右）。研究团队供图 最近几年来，“全光学神经环路解析”技能的前进使科学家可以或许切确锁定激发动作、感知或者情绪反映的特定神经元。该技能基在两年夜冲破：一是基因编码的活性传感器（如钙离子荧光唆使剂），可以使神经元于放电时发光，借助现代显微镜实实际时不雅测；二是光遗传学效应器（如视紫红质通道卵白），能使用光节制特定神经元的开关，从而把持神经元和环路功效。
然而，这类具有高速及单细胞级精度的要领，于利用红外激光不雅察某些神经元时，仍可能不测激活临近神经元并激发放电，致使难以区别不雅察到的旌旗灯号源自脑部天然勾当还有是试验操作带来的报酬滋扰。这类“串扰”征象影响了丈量与阐发的正确性。
论文配合通信作者瞿佳男暗示，全光学要领虽极具潜力，但串扰问题一直制约其成长。当利用显微成像不雅察神经环路时，成像光会黑暗影响神经元以致整个环路的运作。
为防止报酬干涉干与孕育发生的假旌旗灯号，研究团队开发出“自动像素功率节制”（APPC）技能。该技能犹如及时智能调光器，借助定制映照软件辨认光遗传卵白的表达位置与程度，同时利用快速声光调制器动态调解每一个扫描像素的激光功率。详细而言，它可针对于特定区域中表达光遗传卵白的神经元降低功率甚至彻底封闭激光，同时连结年夜脑其他区域匀称、不变的光照强度，从而削减串扰问题。
论文配合通信作者Se妹妹elhack指出，这是一个观点简朴但于技能上极具挑战的设法。新技能能选择性掩护试验中需要刺激的神经元，同时无需捐躯年夜脑其他区域的数据质量。
斑马鱼幼体与人类脑部基因有逾七成相似，经常使用在脑科学研究。为验证新技能机能，团队于斑马鱼脑部开展活体试验，成果注解新技能能连结神经元旌旗灯号质量，同时按捺光遗传学假象，削减串扰。该技能与全世界广泛利用的尺度双光子显微镜兼容，无需改换整套体系便可构建实用且高性价比的试验平台。除了斑马鱼外，新技能还有可运用在其他动物模子，特别是现代神经科学中经常使用的小鼠。
“全光学神经环路解析技能让咱们能更精准地探究脑回路怎样驱动举动。团队研发的APPC技能解决了串扰问题，使该技能更具潜力代替传统电极要领。”瞿佳男指出，这一科研冲破有望鞭策脑部疾病机制研究，并促成相干动物疾病模子于新药研发中的运用。
Se妹妹elhack认为，该研究不仅展示了周详光学技能与活体环路神经科学相联合的结果，更是工程与生物学团队联袂互助的范例。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-69419-8
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