來自瑞士蘇黎世大學(xué)和蘇黎世理工大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種被稱為漫反射光學(xué)定位成像（DOLI）的新技術(shù)，利用它可以高分辨率、無創(chuàng)地觀察活體小鼠大腦深部的微血管。該技術(shù)具有卓越的分辨率，可看到深層組織，為觀察大腦功能提供了強大的光學(xué)工具，在研究神經(jīng)活動、微循環(huán)、神經(jīng)血管耦合和神經(jīng)退化方面具有廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)研究目前已發(fā)表在美國光學(xué)學(xué)會期刊《光學(xué)》上。

這種技術(shù)利用了1000～1700 nm之間的第二近紅外（NIR-Ⅱ）光譜，這一范圍的光譜散射較少，可以使顯微熒光成像的深度達(dá)到光擴散深度極限的4倍。

在各種疾病的動物模型中，熒光顯微鏡經(jīng)常被用來對大腦的分子和細(xì)胞細(xì)節(jié)進(jìn)行成像。但此前，由于皮膚和顱骨的強烈光散射影響，熒光顯微鏡僅限于小體積和高度侵入性的操作。此次研究首次表明，3D熒光顯微鏡可幫助科學(xué)家以非侵入性方式，高分辨率地觀察成年小鼠的大腦。該顯微鏡有效地覆蓋了大約1 cm的視野。

首先，研究人員在模仿人體平均大腦組織特性的組織合成模型中測試了這項技術(shù)，證明他們可以在光學(xué)不透明的組織中獲得最深達(dá)4 mm的顯微分辨率圖像；然后，他們在活小鼠身上測試了這項技術(shù)。他們給活小鼠靜脈注射了熒光微滴，追蹤這些流動的熒光微滴可以重建小鼠大腦深部微血管的高分辨率圖。觀察發(fā)現(xiàn)，借助DOLI技術(shù)可以完全無創(chuàng)地觀察到腦微血管及其血流的速度和方向。

研究人員表示，這種方法消除了背景光散射，并可在頭皮和頭骨完好無損的情況下進(jìn)行。他們還觀察到相機記錄的斑點大小與微滴在大腦中的深度有很大的關(guān)系，這使大腦深度分辨成像成為可能。

“在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，實現(xiàn)深部活體組織的高分辨率光學(xué)觀測是一個長期的目標(biāo)?！毖芯啃〗M組長丹尼爾·拉贊斯基說。

現(xiàn)在，研究人員正在努力優(yōu)化DOLI技術(shù)，以提高其分辨率。他們還在開發(fā)改進(jìn)的熒光劑，這些熒光劑更小、熒光強度更高，并且在體內(nèi)更穩(wěn)定，這將大大地提高該技術(shù)在清晰度和成像深度方面的性能。