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)影像科技研究小组与加州大学伯克利分校(UC Berkeley)合作，提供了一只醒着老鼠大脑中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理解大脑内部运作的工具，尤其是如何运作的血液流动个体血管水平和大脑内更大的血管网络的变化——这是揭示能量在健康和患病大脑(例如，阿尔茨海默病，中风)中如何分布和调节的重要线索。
该结果发表在《小鼠体内脑血循环超快双光子荧光成像》杂志上美国国家科学院院刊．
该团队的显微镜具有超高速双光子荧光成像，可以比其他金标准显微镜技术更深入地穿透光到组织中血细胞在快速运动中。大多数其他技术都使用单光子荧光，并且具有缓慢的聚焦扫描机制，这意味着它们仅限于捕获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捉更快移动的气流——在这种情况下，红细胞-即使动物是清醒的，能够移动。红血球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。
该跨学科研究团队由加州大学伯克利分校分子与细胞生物学系的吉娜教授和香港大学电子工程学院的蔡伟文教授(同时也是生物医学工程项目的项目总监)领导，成员包括工程师和神经生物学家。
“其他脑成像技术的关键限制之一是图像的分辨率。我们的技术能够处理这些非常快速移动的图像，比目前最先进的技术至少快100倍，并将它们捕捉到单个血细胞。你可以计算细胞数量，并追踪它们的轨迹，”Tsia教授说。
两种方法的图片显示出明显的差异。在低流速技术中，血流呈模糊和污迹状。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年报告了他们的高速双光子荧光技术，当时他们使用该技术成功地记录了一只清醒小鼠神经元的毫秒电信号。通过这一最新成果，他们扩大了这项技术的潜力。同样的技术也被Tsia教授的团队应用于通过成像血液中的癌细胞进行癌症筛查。
“对体内单个血细胞成像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，特别是脑血流动力学，这是血液流向大脑的动力学大脑，”蔡教授说。
