从海南大学获悉，中国科学院院士、海南大学校长骆清铭教授团队在线照明调制光学层析成像的基础上发展了高清荧光显微光学切片断层成像技术（HD-fMOST）。

　　传统技术难以准确观测生物组织

　　人们对生命的认识在很大程度上都来源于对生物样本的显微观测，数百年前显微镜的发明和细胞的发现开启了人们对生命机理的理解，直至今日生命科学领域的诸多重大突破很多都来自显微观测技术的发展。而光学显微镜（OM）就是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器，是在亚微米分辨率开展生物医学研究的重要工具。

　　生物组织的精细结构复杂多样，如何在三维空间用光学方法对其进行全面准确观测是公认的难题。荧光标记的神经元胞体直径约为10~20微米，从胞体伸展出去的轴突和众多的分支纤维直径只有0.2~0.5微米，且多会投射到全脑的不同脑区。胞体与纤维在亮度上相差2~3个数量级，空间分布常常又是交织在一起。在周边胞体的干扰下若要探测轴突上的微弱荧光信号，就如同在明亮的太阳周边观察小星星。对此类情况，传统的光学层析方法难以实现。

　　为此，骆清铭团队提出了一种高清晰度、高通量的光学层析显微成像新方法——线照明调制光学层析成像（LiMo）。

　　新技术实现速度最快全脑光学成像

　　通过实验测试，线照明调制光学层析成像的背景信号具有更快的衰减系数，比传统方法提高了1~2个数量级，并且只需要简单的多线探测线照明光路，克服了传统结构光照明成像中存在残留调制伪影的固有缺陷，也无需多次成像即可获得所需数据，并具有线扫描对大范围样本成像通量高的优点，解决了传统成像方法无法同时兼顾高分辨率、高通量和高清晰度的问题。

　　基于此，骆清铭团队又进一步发展了高清荧光显微光学切片断层成像技术，将全脑光学成像从高分辨率提升到高清晰度的新标准。他们利用该技术对稀疏标记了神经元的小鼠全脑进行三维高清双色成像，以0.3微米×0.3微米×1微米体素分辨率在5天内获取了12000张冠状面图像及其细胞构筑信息，是目前以相近体素分辨率实现全脑光学成像速度最快的技术。此外，该技术实现了小鼠全脑10TB级原始数据集的在线无损压缩，压缩率达到3%，可直接写入U盘或上传云端，有望极大地减少高分辨率全脑三维数据集在数据存储和传输方面造成的负担。

　　开辟全新解决途径

　　骆清铭团队介绍，相关技术不仅极大地提高了全脑光学成像的数据质量，而且对该领域面临的大数据难题开辟了全新的解决途径，在数据存储、传输、处理和分析等方面效率显著提高，有望在标准化、规模化的脑科学研究中发挥巨大作用。

　　近年来脑科学的研究突飞猛进，脑作为最复杂的器官，其亚微米水平的细胞构架和连接模式是其功能实现的物质基础。

　　高清荧光显微光学切片断层成像技术具有高效的降低背景作用，允许在一个广泛的动态范围内记录和显示神经元突起信号丰富的细节。该技术高信噪比和高清晰的成像数据，让自动和人工追踪神经元形态连接更简便、更稳定、更准确和更高效，大大提高了对单个神经元重构的准确率和工作效率。这种从源头成像技术上提高的成像质量，又极大地便利了稀疏高分辨特征的脑成像数据的分析与操作，可以实现大于30倍无损数据压缩，支持在线数据存储和分析。

　　（本报综合）