《讲座丨科技让我们看清未来》系傻大方资讯网小编转载，希望对您有所帮助。

大家好。我是神经光学成像实验室王凯课题组的学生，今天我演讲的题目是“看清未来”。借一位诗人之口来开启今天的话题：没有重量而色如黄金，漫游世界而无体型，诞生于撞击和摩擦，起源于燃烧和消亡。诗人如此吟咏着他对光的热爱，而我们的话题也从光开始讲起。在138亿年前，光伴随着宇宙大爆炸而生，点燃了周围的物质，带来了二氧化碳和水，埋下了生命的种子，可以说，光，创造了世界，创造了我们。

当婴孩离开母体睁开眼睛的一瞬，外界物质经可见波长范围内转折的光影投入眼底，照亮一颗认知世界的好奇之心。为了看到更多，古往今来的人类上下求索，早在1609年，伽利略首先利用望远镜观察日月星辰，将人类的目光拉向高远。同年，他组合了一台复合式显微镜，打开另外一个世界的大门，随着镜片打磨技术的日益精进，在1674年列文虎克的手中，人类首先通过他的显微镜看清楚了生物体微观结构，自此光镜拉开了生物学研究从由宏观跨越到微观新的一步。

随着各式各样显微镜的推陈出新，科学家们揭示了愈加复杂的生物结构，而我们的实验室即在神经科学领域和光学成像领域，反复磨合以期解决传统光学显微镜应用在神经科学领域的种种局限，希望能做到成像质量、成像速度、成像范围三者的平衡，而现有的成像技术大多集中在提升成像质量和成像范围，但牺牲成像速度并不适用于活体的神经系统，因为我们的神经细胞的相互沟通交流时不仅“语速极快”，而且往往分隔两地，鸿雁传书，若我们的光镜稍有延迟，便无法同步记录不同区域内神经元的闪烁交流的来往信号。

因此为了平衡成像速度和成像质量，借助医学领域常用的CT扫描技术进行说明，当我们进行CT检查时，X射线围绕人体进行扫描，扫描一周之后探测器接收穿过人体后衰减的X射线能量，将其进行重构，可获得完整的人体断层图像。

这个思路启发了我们，若是对同样的物体在多个角度进行全方位的摄像，就可以获得完整而立体的图像。为了实现这一目的，我们只需要将原有的光路进行一点微小的改变，把透镜替换成许多微小的透镜组合，一系列的微透镜就可以形成一系列焦点组成的平面，一瞬间就可以捕捉自由移动的斑马鱼某个时刻头部不同角度的所有信息，仅仅拍摄一张图片就可以还原出具有立体三维结构的图像，大大提高了成像速度。

有了这个改进，我们就可以俯瞰全脑，追上脑中闪烁的荧光信号，结合专门捕捉自由移动斑马鱼的成像平台，让斑马鱼的脑部始终处于视野的中央。在我们的镜头下，我们就可以清晰的看到在游动斑马鱼状态的脑中全部神经元，而且每一个神经元，在游动过程中它们的反应都可以被我们快速的摄像机进行清晰的记录，这对我们以后更复杂的研究奠定了极好的基础。

 

最后再用诗中的话作为总结：光看透生物的本质，看透事物的规律。一切运动中的变化，一切变化中的运动。而我们光学实验组也希望能够通过光一窥生命科学神经科学的未来。

谢谢大家！

来源：中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所

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