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武汉光电论坛第240期:中枢神经系统活体高分辨光学成像

来源:   作者:  发布时间:2026年03月30日  点击量:

报告题目:中枢神经系统活体高分辨光学成像

时间:2026年4月3日15:00-16:30

报告人:瞿佳男 教授,香港科技大学

邀请人:陆培祥 教授,华中科技大学

地点:华中科技大学光电信息大楼C117

报告人简介:

瞿佳男,香港科技大学电子与计算机工程系教授,兼任生命科学部礼任教授。于华中科技大学获光学工程学士和硕士学位,中国科学院获光学博士学位,在加州大学欧文分校和不列颠哥伦比亚癌症研究中心从事博士后研究,曾任安大略癌症研究所研究员。致力于开发新型光学生物成像技术,并将其应用于揭示活细胞和活体生物体内生物分子的动态行为,近期重点研究方向为用于中枢神经系统高分辨活体成像的自适应光学技术。因其在生物研究和医学诊断先进光学技术方面的贡献当选为Optica Fellow和SPIE Fellow

报告摘要:

中枢神经系统活体成像对于理解神经环路功能和疾病机制至关重要。然而高分辨光学始终受到组织引起的像差、散射和运动伪影的根本性制约。在本次报告中,我将介绍我们实验室近期在脑、视网膜和脊髓高分辨活体成像方面取得的进展,所涉及的技术包括自适应光学、多光子显微术以及微创光学成像方法。

在脑成像方面,基于直接焦点感测与整形的自适应光学方法,我们成功地在完整或减薄颅骨条件下实现亚细胞分辨率,成像深度超过1毫米,从而可对清醒小鼠进行结构和功能成像,并揭示小胶质细胞、微血管和神经元活动状态依赖性的差异;结合梯度折射率透镜的自适应光学双光子内窥显微术,可将衍射受限成像拓展至海马等深层脑区。在视网膜成像方面,自适应光学双光子显微术实现了亚微米分辨率的同步结构成像与钙成像;纵向青光眼研究揭示,在出现明显形态学改变之前,微血管、小胶质细胞和视网膜神经节细胞已存在早期功能异常,这凸显了其诊断潜力。在脊髓成像方面,一种微创的透明化椎间窗可支持长达数月的重复成像,从而发现小胶质细胞在郎飞结处形成活动依赖性接触,并通过P2Y12受体和离子通道依赖的机制快速包裹受损轴突以防止其变性。

这些研究证明,将自适应光学、多光子激发和工程化光学方法相结合,能够实现对中枢神经系统的近衍射极限、深穿透、长时程的活体成像。最后,我将讨论这些方法在多种疾病(包括青光眼、脊髓损伤和神经退行性疾病)中的应用扩展,以及对治疗开发的启示。