仅重 1 克：中国科学家研制出世界最轻无线介观显微镜，成果登《自然》

据IT之家10月20日消息，新华社报道称，中国科学家成功打造出当前全球最轻的无线介观显微镜，总重量仅为1克。这款设备能在6毫米视野范围内以单细胞精度捕捉小鼠大脑皮层的神经信号，单只小鼠可同步记录超过8500个神经元，这一数量是同类现有装置的25倍。这一重要成果已于19日晚在国际期刊《自然》上在线发表。

在多只动物自由移动和社交互动时，以单细胞分辨率同时记录大范围脑区中的大量神经元，有望揭示大脑如何调控复杂行为。然而，现有能识别单个神经元的显微镜，虽然可以清晰观察大范围皮层，但通常需要将小鼠头部固定在仪器下，或者用线缆将其连接，这会限制动物的自由活动，从而阻碍对动物在自然状态下神经和行为的研究。

中国工程院院士、清华大学教授戴琼海团队与解放军总医院戴朴团队合作，通过集成化设计和系统性优化，研制出超轻无线介观显微镜Airscope。这款设备仅使用4片非球面镜片，就能在6毫米视野内实现单细胞分辨率（即4至6微米）的观测。

“无线、轻巧、宽视场、高通量是Airscope的显著特点。”清华大学自动化系副教授吴嘉敏表示，常规头戴式微型显微镜的重量通常超过3克，这会影响小鼠的自由活动。而Airscope不仅摆脱了线缆限制，尺寸更小巧，还通过200万像素图像传感器实现端侧压缩，使得百万像素级图像能够无线传输。

借助这种动物“可穿戴”设备，团队解锁了小鼠在自然状态下多种复杂的自由探索行为，完成了许多过去因线缆或设备重量限制而难以实现的实验。例如，在5平方米的自然栖息地中，同时记录多只小鼠探索时的大脑皮层活动；在设有32个末端的大型迷宫中，追踪小鼠长时间自主探索的过程。研究发现，大脑皮层活动会随着小鼠所处的地貌区域而发生系统性变化。

据IT之家了解，这一新型显微镜为理解智能的神经基础提供了新工具，将推动光学脑机接口向更精准的神经探测发展。未来，其应用还有望从神经科学扩展到免疫、肿瘤等领域，实现对疾病发生过程的完整追踪。