团队开发高速成像技术捕捉血液流动
香港大学(港大)电气及电子工程系(EEE)的影像科技研究小组与美国加州大学伯克利分校(UC Berkeley)合作，提供了一只醒着的老鼠大脑内单个血细胞流动的动态影像，这是前所未有的。
这一进展为神经科学家提供了一个更好地了解大脑内部运作的工具，特别是如何运作的工具血液流动个体血管水平和大脑中更大的血管网络的变化——这是揭示能量在健康和患病大脑(如阿尔茨海默病和中风)中如何分配和调节的重要线索。
该结果发表在最近发表在《活体小鼠大脑血液循环的超快双光子荧光成像》杂志上美国国家科学院院刊．
该团队的显微镜拥有超高速双光子荧光成像技术，它比其他金标准显微镜技术能更深入地穿透光线进入组织血细胞动作要快得多。大多数其他技术使用单光子荧光，具有慢聚焦扫描机制，这意味着它们仅限于捕捉麻醉动物不移动的低流速方案。
另一方面，该团队开发的双光子成像技术可以捕获移动更快的流体，在这种情况下，红细胞——即使动物是清醒的，能够稍微移动。红细胞的流动是大脑活动的重要线索，大脑活动由血液供应的能量提供能量。
这个跨学科的研究团队，包括工程师和神经生物学家，由加州大学伯克利分校分子与细胞生物学系的Na教授和港大电子工程学院的Kevin Tsia教授(他也是生物医学工程项目主任)领导。
“其他大脑成像技术的一个关键限制是图像的分辨率。我们的技术能够处理这些非常快速的图像，比目前最先进的技术至少快100倍，并捕捉到单个血细胞。你可以计算细胞数量，并追踪它们的轨迹，”夏教授说。
两种方法的图像显示出明显的差异。在低流速技术中，血液流动象模糊和污迹。来自双光子荧光技术的图像更加详细，清晰地显示了快速运动中的单个细胞。
该研究团队最初在2020年报道了他们的高速双光子荧光技术，当时他们使用该技术成功记录了一只醒着的老鼠神经元的毫秒电信号。有了最新的成果，他们扩大了技术的潜力。Tsia教授的团队也将同样的技术应用于通过成像血液中的癌细胞进行癌症筛查。
“在体内成像单个血细胞的工作是这项工作的延伸，并表明该技术可以扩展到其他类型的神经科学研究，特别是大脑血流动力学，这是血液流向大脑的动力学大脑，”夏教授说。
