Science：中国学者跨学科发现大脑的秘密

　　

生物通报道：来自华中科技大学Britton Chance生物医学光子学研究中心，武汉光电国家实验室的研究人员发表了题为“Micro-Optical Sectioning Tomography to Obtain a High-Resolution Atlas of the Mouse Brain”的文章，在这篇文章中，研究人员研制了显微光学切片层析成像系统，从而能获得了小鼠全脑高分辨率图谱。这一研究成果公布在Science杂志上。

领导这一研究的是华中科技大学首批"****奖励计划"特聘教授：骆清铭教授，其早年毕业于西北电讯工程学院，1993年加入华中科技大学，现任博士生导师，华中科技大学副校长。骆教授长期从事信息光电子学与生物医学交叉的学科（生物医学光子学）研究，关注重大疾病（如胰腺癌、Alzheimer disease 阿尔茨海默氏病）早期诊断与药物研发的光学分子成像研究，以及认知神经活动基本过程的光电成像研究等。 参与这一研究还包括李安安、龚辉、张斌、王青蒂、严程、吴景鹏、刘谦、曾绍群。

据华中科技大学报道，显微光学切片层析成像系统有望用于构建不同脑疾病鼠全脑的图片，及鼠全脑内血管微循环的精细结构网。结合荧光鼠脑样本技术的进展，还可以高分辨地获得鼠脑功能连接图谱。此外，显微光学切片层析系统可以推广应用到对其他数厘米大小的昆虫、动物的胚胎、局部器官、植物、甚至某些材料等进行高分辨率三维结构成像。

在这篇文章中，研究人员利用显微光学切片层析成像系统，对制备好的鼠脑为样本，全自动连续242小时进行了数据采集，共获得15380层像素分辨率为0.3×0.3微米的冠状断面图像。同时，科研组利用高定位精度的三维移动平台，及在切片中采用对先采取到的信息进行验证分析的方法，对图像准确定位和预处理，实现了突起水平的小鼠全脑结构成像，获得了一套来自同一只老鼠的全脑组织切片图谱。这种介观水平的小鼠全脑神经解剖图谱，为数字化鼠脑结构和脑功能仿真研究提供了重要的基础性实验数据参考。

Science审稿人认为这篇论文内容新颖，会引起从事连接领域研究人员的高度兴趣，论文以方法为主要中心，同时描述了鼠脑高尔基结构三维数据集，是目前最大的也是分辨率最高的鼠脑突起结构数据集。

这项研究一经公布，就引起了学术领域的关注，科学家们也对这一成果给予了肯定，来自艾伦脑科学研究所的Kelly Overly提出，这批新的精细图像提供了一个更广阔、更全面的大脑图谱，尽管它更加强调大脑的结构，而不是生物学特征。尽管如此，它仍然可以为更具体、更有针对性的研究提供一个有价值的比较工具。

原文摘要：

Micro-Optical Sectioning Tomography to Obtain a High-Resolution Atlas of the Mouse Brain

The neuroanatomical architecture is considered to be the basis for understanding brain functions and dysfunctions. However, existing imaging tools have limitations for brainwide mapping of neural circuits at a mesoscale level. We developed a Micro-Optical Sectioning Tomography (MOST) system that can provide micron tomography of a centimeter-sized whole mouse brain. Using MOST, we obtained a 3D structural dataset of a Golgi-stained whole mouse brain at the neurite level. The morphology and spatial locations of neurons and traces of neurites can be clearly distinguished. We found that neighboring Purkinje cells are sticking to each other.

作者简介：

骆清铭，1966年生，湖北人。教授、博士生导师，中共党员。1999年受聘教育部"****奖励计划"特聘教授(首批)，2000年荣获国家杰出青年科学基金。2007年当选国际光学工程学会会士(SPIE Fellow)。

1986年毕业于西北电讯工程学院技术物理系
1986年至1993年在华中理工大学光电子工程系学习，先后获光学专业理学硕士和物理电子学与光电子学专业工学博士学位
1993年11月起在华中科技大学工作。1993年至1999年任光电子工程系讲师、副教授、教授，其间1995年至1997年美国宾夕法尼亚大学医学院生物化学与生物物理学系博士后副研究员
1997年2月创建生物医学光子学研究中心。2000年8月起任生物医学光子学教育部重点实验室主任
1999年1月至2007年9月任生命科学与技术学院副院长、院长，其间1999年1月至2004年3月兼任生物医学工程系主任
2007年3月任武汉光电国家实验室(筹)常务副主任，2007年7月起兼任光电子科学与工程学院院长
2007年8月起任华中科技大学副校长

骆清铭长期从事信息光电子学与生物医学交叉的学科（生物医学光子学）研究，具体研究方向包括：1）面向重大疾病（如胰腺癌、Alzheimer disease 阿尔茨海默氏病）早期诊断与药物研发的光学分子成像研究，2）认知神经活动基本过程的光电成像研究。曾任863生物信息技术主题管理专家和科技部纳米科技重大专项专家委员会纳米生物和医药组成员。现任中国光学学会生物光学与激光医学专业委员会主任、国际光学工程学会(SPIE)出版委员会委员，Journal of Biomedical Optics、Experimental Biology and Medicine、Current Analytical Chemistry等国际期刊编委, Journal of Innovative Optical Health Sciences国际期刊执行主编。

骆清铭在国内外重要学术期刊发表论文100余篇，获国内外专利近20项，主编国际会议论文集10余部，近20次应邀在国际会议上做邀请报告。10余次担任国际会议主席，2次担任香山科学会议执行主席。曾获省部级自然科学奖一等奖2项（排名1）、二等奖1项（排名1），省部级科学技术进步奖一等奖1项（排名1），以及中国青年科技奖、全国优秀教育工作者、全国优秀科技工作者、中国侨联“科技创新人才奖”、霍英东高等院校青年教师奖、湖北省突出贡献中青年专家、湖北省青年五四奖章、武汉市杰出科技青年创业奖等称号，享受国家政府特殊津贴。