科技日报记者 王祝华 实习生 徐碧珠
12月30日，由《Light: Science & Applications》（《光：科学与应用》）与科学网联合发起的2021中国光学领域十大社会影响力事件评选结果公布。中国科学院院士、海南大学校长骆清铭教授团队在全脑光学高清成像领域实现的新突破上榜。
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。形态复杂的神经元是大脑基本的功能单元，如何获取其完整结构对现有技术提出了极大的挑战，传统的光学层析方法难以获得清晰的光学层析图像。
针对此问题，骆清铭团队提出一种高清晰度、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，巧妙地将线照明光强的高斯分布作为一种天然的照明强度调制模式，不同照明强度只对焦面上的信号产生相应调制，而对焦外背景信号不调制，通过多线探测的方式，一次性记录被不同强度调制的信号。此方法用最简洁的一步线性计算，即可去除相同的焦外背景信号，获得清晰的焦面光学层析图像。
据介绍，该方法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，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，解决了传统荧光显微光学层析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。可以说该方法不论是光路还是算法，都充分体现了技术的简洁之美。
另外，科技日报记者获悉，近年来全脑光学成像为生物医学研究带来前所未有的丰富细节的同时，也产生数据量巨大的困难。为解决这个难题，研究者们主要集中在算法领域寻求破解方案，骆清铭团队则独辟蹊径地提出，从源头出发提升数据质量，进而提高后续数据处理和分析的效率。
基于此，骆清铭团队进一步发展了高清荧光显微光学切片断层成像技术（High-definition fluorescent micro-optical sectioning tomography,HD-fMOST），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HD-fMOST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0.3×0.3×1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。这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10 TB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。
