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最新版本: 开云全站app官方网站入口V6.35.12
文件格式: apk
应用分类: 手机网游
使用语言: 中文
网络支持: 需要联网
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　　【深瞳工作室出】　　采写：本报记金凤　　策划：赵英滕继濮林莉君　　今2月上旬，神舟十五号航天员乘组使用空间双光子显微镜，开展🏑轨验证实验任务并取↔️成功。这是目前已知世界首次在航天飞行🍠程中，使用双光子显镜获取航天员皮肤表及真皮浅层的三维图。　　“第三次双光显微镜测试顺利结束”　　“无比完美！　　“这一次的曲线此丝滑！”　　……🍝　4月1日上午，中国科学院院士、北京大未来技术学院教授程平的微信对话框，被🗜️事们发来的这些评论断刷新。而在中国航员科研训练中心内，声此起彼伏。让大家欣鼓舞的，是中国空👳‍♀️站再次传来的好消息😼　　当日，神舟十五航天员乘组，使用空💼站双光子显微镜进行🤗像测试。他们用探头轻掠过脸部和前臂，旁的电子屏幕上立即🙅示出皮肤结构及细胞三维分布影像。　　不是显微镜第一次在成像测试。今年2月上旬，神舟十五号航天乘组使用空间站双光显微镜，开展在轨验😯实验任务并取得成功这是目前已知的世界次在航天飞行过程中使用双光子显微镜获航天员皮肤表皮及真浅层的三维图像。　“如果能从这些图像发现空间环境中人体化规律，就更好了！,,程和平捧着手机与记分享这些科学图像时。　　只有了解程和🍟团队十年来经历的艰曲折，才能体会这些像的来之不易。2013年，程和平带领团队开启微型化双光子显🚴‍♀️镜研究时，“全世界不看好”。　　历经10年，该团队完成了从科研仪器技术创新，技术产品化，再到技🎚️服务平台化的跃迁。们将中国带到全球大✔️成像研究的前沿，让型化双光子显微镜在🪂国的高校院所、企业到推广应用，为脑科研究搭建起重要实验台、提供了海量数据持。　　程和平希望用微型化双光子显微🐎拓展人类对脑宇宙的知疆域，为探索脑机口原理、深化对大脑病机制的了解、推进物研发开辟一片新天🧑‍🤝‍🧑。　　一束光的启迪🥃　意识的生物学基础⛑️什么，记忆是如何存’和恢复的……在世界国的脑科学计划中，些问题吸引着全球科家们不断上下求索。🚗　在2021年国际权威学术期刊《科学》布的125个最前沿的科学问题中，有22个问题与脑科学相关。🈁　双光子显微镜的出🏴󠁧󠁢󠁷󠁬󠁳󠁿，仿佛是照在生命科研究领域的一束光。　1992年，程和平用世界上第二台双光显微镜，首次实现了肌线粒体成像。　　双光子显微镜，是用个光子同时激发同一🕴️荧光分子的光学成像术。它具有天然的光’断层扫描效果，能看的组织深度更深，成的清晰度更高，像一🍂高性能的X光机。”程和平说，与单光子显镜相比，双光子显微看得准、看得深、光伤小。但传统的台式光子显微镜非常笨重️足有房间那么大，所只能观察头部固定的物或者动物的脑切片　　研究一款微型化光子显微镜，观察自行走的小动物脑袋中一颗颗神经元的动态化，成为程和平藏在底的一个梦想。　　个梦想的点燃，有时需一个使命的召唤。　2013年，国家自然科学基金委员会启了国家重大科研仪器🍯制项目。程和平带队🏺请了“超高时空分辨👮‍♀️型化双光子在体显微🧑‍🤝‍🧑像系统”项目。　　🚲一年，美国启动“创-性神经技术推动的脑🙀划”，欧盟启动了旨👨‍👧‍👦建立大型脑科学研究🧞‍♀️据库和脑功能计算机🤟拟平台的“人脑计划。　　而此前，我国《国家中长期科学和术发展规划纲要(2006—2020年)》中，已把“脑科学与知”列入基础研究8个科学前沿问题之一。　“中国科学家只有自己研发的观测仪器做出原创性的脑科学果，国际科学界才会可。我们希望研制一成像仪，率先让中国学家用起来。用国外🎩仪器做研究，都是在💄人建设的四梁八柱上文章。”程和平用使必达的决心来筹备项的启动。　　一场跨山海的探索　　想实双光子显微镜在自由动的动物体上的高清像，必须为它“瘦身。　　然而，极大的术难度，让团队一度临质疑。程和平向科📬日报记者坦言，7200万元的投入“相当于一吨百元大钞”，究能不能收获一个看得的未来，大家当时心很忐忑。“那时世界国尝试微型化双光子微镜的研制，但都没实质性突破，尝试十次都无疾而终。”他🈸。　　程和平所言非。2008年，瑞士有课题组公布了他们的型双光子系统，仅重0.9克，并实现了大鼠在体钙成像信号。但空间分辨率极低，也实现真正的自由运动-的成像。　　2009年，德国有课题组展了它们的微型双光子统，其理论分辨率接大型的双光子显微镜-但其探头较重，扫描度很慢。　　程和平后，有一支不同寻常团队，团队中有人研超快激光器，有人专高速电路，有人擅长🔬像处理，有人能做大〰️据分析……然而，研📳起步阶段，团队中无⛅具备研制系统性科研🦜备的经验，技术路线🤖不确定。　　“怎么？只有一点点地认真。”程和平给团队立军令状。　　在项目始的前两年，大家争⏫夺秒地汲取多学科的⛪养。在北京大学分子学研究所300平方米的大仪器联合实验室，来自机械、光学、物、电路等研究领域师生汇聚在一起，交🔈切磋。每周六上午的体学习，大家分享一行业动态，介绍各自🚧究进展。同时，大量国内外顶尖专家被邀来作报告。　　引进的同时，团队也频频🏑出去。仅2014年，他们就涉足美国、俄-斯、澳大利亚、西班🚫。每去一个地方，大都会在当天晚上写好结，发给团队共同学。　　一场持续十年攻关　　2017年，团队终于迎来了振奋心的进展。　　在如北京大学膜生物学国重点实验室设备研发台内，一个只有拇指小、重约2.2克的显微镜探头，被珍藏在验室深处——这是团👩‍🔬于2017年成功研制的第一台微型化双光显微镜的核心部件。　这台显微镜可以实高时空分辨微型化成-，能实时记录数十个经元、上千个神经突💆动态信号。这些突破的进展，使其入选2017年中国科学十大进展。　　4年后，该团队推出微型化双光子微镜的2.0版本，其成像视野扩大到初代微镜的7.8倍，同时具备三维成像能力，取了小鼠在自由运动为中大脑三维区域内千个神经元清晰稳定🕳️动态功能图像。　　年2月，团队又发布了他们研制的微型化三-子显微镜。该显微镜直接透过大脑皮层和胝体，首次实现对自行为中小鼠的大脑全层和海马神经元功能像，神经元钙信号最成像深度可达1.2毫米，血管成像深度可😊1.4毫米。　　致广大而尽精微。10年，微型化双光子显微镜成了从高清成像，向广、更深成像的科研🏊‍♂️局。然而，这在研制款“大国重器”的探,,,之旅中，也许仅仅是🥎始。　　2016年，当第一代微型化双光显微镜的研究即将“🤐土”时，一个声音再在程和平脑海里回响“如果投入‘一吨百大钞’，只是交付3台显微镜，性价比太低。应该先让中国科研所、企业的实验室用🧦来，做出领先国际的💾究，再向国际市场推📀。”　　让程和平下💆‍♀️决心办公司的，还有3年来培养起来的一支队。“国家投入这么，让我们长了一身本，项目结题后如果团散了就太可惜了。”和平说。　　办公司研究成果产品化，成程和平团队的共识。2016年，程和平团队创立了北京超维景生科技有限公司(以下简称超维景)。　　一个新时代开启了。　　场自立自强的产业突　　当科学技术的光,照进产业，不仅砥砺术创新的成色，也可点亮一片“暗夜”。🩱将高端精密科研仪器品化，元器件的可靠🥈、稳定性必须过硬。　微型物镜，是微型双光子显微镜的关键心零部件。团队核心🏉员、北京大学未来技学院特聘副研究员吴🦕龙记得，最初做原理机时，团队从国外一公司进口微型物镜。　但当团队进入显微产品化阶段后，对方发展战略也发生变化“对方要求我们购买♋们合作伙伴的单光子微镜系统，物镜不再🦃独售卖，而这个系统价格要100多万元。代价太大，我们不能‘卡脖子’。”吴润说，自此，团队开始🍏行设计高数值孔径的型物镜，并联合国内业加工，在超维景进🧄装配和测试。　　自🤾者强。2018年，赵春竹到北京大学未来👯‍♀️术学院做博士后研究🐋为助力物镜的自主研按下了快进键。　　经过三代技术攻关，🧱们已经掌握了高端物的设计技术。但在自👬🏿设计、加工的基础上还要形成高精度自主⌨️配的流程和方法。微🙎‍♀️物镜由多个镜片叠加成，每片直径约3毫米，最初我们将所有的片一起装配完后，统调试，但发现精度相太大。后来，我们优💩了装调工艺，每安装⛴️片镜片，都用仪器检光轴偏移量、焦距等数。由于物镜直径太🦜，一开始，调整几微🎃的误差，都要耗时一天。”赵春竹回忆，艰难的时候，大家几绝望。但抱着不破楼🛃终不还的信念，大家微米几微米地死磕，办法迭代技术，最终克了高端微型物镜装技术。　　光纤是显镜微型化的另一个瓶。团队成员、北大电🚕学院副教授王爱民设了一款蜂窝状的空芯🤑子带隙光纤，让激光过光纤传输到微型化头的过程中，脉冲不生畸变、能量几乎不-,耗，以有效激发小动体内的荧光分子。　但让王爱民措手不及是，设计方案有了，内却没有厂家能生产种光纤。“我们最初了一家外国公司订制🦂但一年后，这家公司出翻番的价格，每米纤的价格接近万元，🚴‍♀️光纤的成本就增加了百万元。”他回忆说团队被“逼上梁山”转而联袂上海光机所Ⓜ️一位青年学者一起摸加工工艺，进行国产🔼。　　在北京大学未🗨️技术学院教授陈良怡来，科研仪器国产化程中的突围，也将带应用基础研究与产业展“双向奔赴”。　“我们的论文发表后👩‍🎨很多技术被公开了，👨‍🎓很多人做重复实验时法再现，是因为加工🧆有很多细节问题难以🧐决，这些细节在学术文中也难以呈现。”良怡说，如果想将这显微镜尽快用起来，⛄要将科研成果产品化带动产业的发展。而品化的过程，也促使🐁们思考，如何用成像术推动神经科学、脑学乃至整个生命科学📸础研究的发展。　　前，超维景研制的微化双光子显微镜已服🍷了150余家国内实验室，年平均销售额达5000万元。今年，公司还将拓展国际市场⏹️　　一项世界首创的用　　10年前项目启动时，程和平抱着“幼儿园开始读一个博学位”的心态，研制型化双光子显微镜。　时光浩荡向前，多的厉兵秣马是否能支国家重大战略需求？,,,队将答卷写进宇宙苍。　　2019年，在中国载人航天工程办🧖‍♂️室大力支持下，程和团队、中国航天员科-训练中心李英贤团队北京航空航天大学冯🏬爽团队联合相关企业院所，组建了空间站光子显微镜项目团队由程和平担任总负责。　　“中国要发展🌅人航天、要研究生命学，太空是一个难得实验室。在失重环境🐑，人体细胞是如何完新陈代谢的，大脑的经元又将发生什么变，都是很好的研究课。双光子显微镜成像度深，可以帮助我们层扫描、分析航天员❕细胞结构和代谢成分息。”程和平说。　2022年9月，空间站双光子显微镜研制功。当年11月12日，空间站双光子显微🟪搭乘天舟五号货运飞成功运抵中国空间站🍋成为世界首台进入太🎇的双光子显微镜。　今年2月上旬的一天，空间站双光子显微镜🧈于开机。坐在中国航🧏员科研训练中心看到天员操作画面传回，🦉和平松了一口气：“于成功了。”　　消传来，整个团队沸腾。“这辈子能做这么件事情，值了！”王民至今回忆起来仍激🏑不已。　　鲜为人知是，为了达到航天应的标准，显微镜经历一次次蜕变。　　精的显微镜，要能承受船发射时的剧烈振动🐍这要求它足够抗振。最初，激光器的核心✈️件被振得粉碎。”北大学未来技术学院助📍研究员王俊杰记得，了让显微镜“强健筋”，他们将激光器的🈷️心部件设计为固态结，以增强激光器的机强度，同时在激光器部增加了减震装置，当于给其上了一层保。　　超维景的团队参与进来。超维景超激光事业部经理陈燕🧖介绍，他们将激光器心部件置于-40℃至80℃的温度下循环试验，使部件在短期内复承受极端高低温变-应力以及极端温度交💻突变的影响，以排查患。为了确保万无一，团队还制作多组关部件样品，进行加量、破坏性的振动冲击验，保证显微镜能满航天发射环境各种极条件的挑战。　　最🕓，团队实现了多项突：首次在轨验证实验现了世界上首次双光显微镜在轨正常运行国内首次实现飞秒激🔓器在轨正常运行，国上首次在轨、在体观航天员细胞结构和代🌳成分信息。　　一个想的启航　　从突破🈁论研究瓶颈，到试水业蓝海，再到支撑国📤重大战略需求，程和-团队将科技创新的底写在从技术创新到产应用的跃迁中。如今🍡一个更宏大的构想正渐次舒展。　　在南江北新区，成立近4年的北大分子医学南京化研究院(以下简称转化院)，已搭建起高端脑成像的公共技术服平台“南京脑观象台🦼。后者可以提供微型双光子显微镜、超灵结构光超分辨显微镜🖖高速三维扫描荧光成系统等设备，帮助科团队获得从大脑突触🌊神经元集群、神经环，再到全脑水平的全⏮️式脑功能成像。　　🤽‍♂️研团队的身后，还有群人与他们并肩作战　　几乎每天，实验📲陈雪莉都要为小鼠注🍽️观测所需的荧光蛋白对小鼠进行行为训练　　当她为小鼠戴上微镜探头后，一旁的®️幕上会立即呈现出小大脑的钙活动影像。　“脑观象台有一支术团队。对于遴选通的研究项目，技术团⚪会与科研团队一起制实验计划，为学者们备、训练小鼠，采集鼠的脑活动成像数据再将小鼠的行为学数和脑活动数据匹配，➿科研人员分析小鼠在现出某种行为时，大发生了什么变化。”化院副院长赵婷解释脑观象台希望将学者🖖从繁琐高难的实验技🧞细节中解放出来，加从理论设想到实验发的进程。　　凭借南📷脑观象台成像技术的持，科学家们已经开收获惊喜、成果迭出小鼠有喜新厌旧的行，而孤独症小鼠却存这一行为缺陷；清醒态下小鼠癫痫发作时神经元异常放电……　赵婷介绍，如今，观象台已经服务了100多家单位的180余个课题组，开机时间📼计超过2万小时。脑观象台与江北新区联合💄起的两期“探索计划，也已累计支持48项课题研究。　　十年华秋实。一颗在未名🧾畔种下的种子，如今↘️在千里之外的扬子江落地生根、开枝散叶🧑🏿‍🤝‍🧑🏻荫泽全国的脑科学、经科学等领域的研究🐠　　40多年前，少年程和平曾在他的笔记🗯️上写下带有科幻色彩理想——“做一款思🌊记录器”。　　跨越🐂水千山，如今，理想进现实，中国脑科学究风华正茂。【编辑:陈文韬

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