人脑是由数十亿个神经细胞构成的错综复杂的网络，不断处理着各种信号，使人们能够认知、思考、回忆或进行身体活动。要理解这个复杂的网络，精确观察神经细胞排列和连接的方式至关重要。奥地利科学技术研究所（ISTA）和谷歌研究院团队携手，开发出了一种名为“LICONN”的新型显微镜技术（基于光学显微镜的连接组学），为探索大脑奥秘带来了革命性的突破。这一成果的相关论文已于5月7日发表于权威杂志《自然》。

LICONN技术能够重现脑组织以及神经元之间的所有突触连接，它利用标准光学显微镜进行图像采集，并将复杂的分子机制与神经元结构可视化。该技术就像一个“拼图高手”，能精确地将每个突触连接与其对应的神经元相连，组装出大脑这一复杂网络。

团队自豪地表示，迄今为止，尚未有其他光学显微镜技术能达到这一水平。

为了实现高清晰度的细节捕捉，分辨率必须达到极高的水平，大约在几十纳米左右。为此，团队巧妙地利用了水凝胶的化学和物理特性。水凝胶具有吸水膨胀的特性，但其膨胀过程受到团队的严格控制。他们将大脑组织嵌入水凝胶中，使细胞成分与水凝胶紧密相连，从而保留了细胞的精细超微结构，以供显微镜观察。

传统光学显微镜的分辨率一般介于250—300纳米之间，而LICONN技术则成功将有效分辨率提高了16倍，达到了20纳米以下的惊人水平。

此外，谷歌的人工智能技术也在这一过程中发挥了重要作用。该技术能够在更广泛的范围内自动识别神经元及其复杂结构，使得重建所有细胞成分这一原本艰巨的任务变得切实可行。

通过遵循这一全面的流程，团队成功创建出了大脑网络的3D渲染图，不仅精确重现了大脑组织，还实现了神经元连接和网络的可视化。他们表示，LICONN技术使得科学家离拼装出哺乳动物大脑图谱的梦想更近了一步，同时也为深入理解大脑在健康和疾病状态下的功能提供了有力支持。

（文章来源：科技日报）