发布时间：2025-06-10 08:46:47 人气： 来源：
近些年，科学家相继完成果蝇全脑、斑马鱼全脑、小鼠及人类局部脑区的连接组解析。从线虫 0.04 立方毫米的三维电镜成像，到如今 1 立方毫米的成像体积突破，成像体积数十倍增长，而成像时间却从数年缩短至数月。
最近 Nature 同期发表了 7 篇脑连接组学的文章，在微观层面上绘制了小鼠脑组织中 20 万个细胞间 5.23 亿个突触[2]，这种技术突破正是得益于电镜技术的飞速发展为脑连接组学研究开辟了全新可能。基于蔡司扫描电镜技术开发的高通量多束电镜同样为脑科学研究带来全新认知。
高通量电镜技术推动脑科学研究跃迁
蔡司多束扫描电子显微镜 MultiSEM 作为专为大体积高分辨成像设计的高通量扫描电镜，商品化技术十分成熟，通过 91 根电子束同步扫描样品表面，结合高速成像硬件设计，将成像效率提升数百倍，目前已被国内外顶尖科研机构广泛应用于脑连接组学研究。其典型案例有：
案例一
美国哈佛大学 Jeff Lichtman 教授团队使用蔡司 MultiSEM 对 1mm3 体积人脑皮层组织进行连续切片和高分辨成像，获得 1.4 PB 人脑连接组数据，包含57000 个细胞和 150000000 个神经突触。如此巨大的数据量揭示了前所未见的人类大脑结构细节，包括动物实验中从未发现的新型神经元及突触连接模式。
案例二
从小鼠到人类，脑组织的体积增大了 1000 倍，但是脑组织的神经元组成和神经网络连接方式是否只是简单的比例放大呢?德国马克斯·普朗克脑研究所 Moritz Helmstaedter 教授团队通过对比小鼠、猕猴及人脑连接图谱，发现脑容量增长过程中，锥体神经元上兴奋性与抑制性突触连接的比例并没有显著的变化，中间神经元的数量有 2.5 倍增加，但是中间神经元的神经网络显著扩展并变得更加复杂，这可能是人类认知能力进化的关键。
案例三
2021 年新冠疫情期间，国内首台蔡司 MultiSEM 以完全网络研讨的方式在中国科学技术大学类脑智能技术及应用国家工程实验室完成安装培训并投入使用。使用这台蔡司 MultiSEM，张若冰教授团队首次对自闭症模型小鼠胼胝体区域进行大体积三维成像与重构分析，从微观结构层面观察自闭症中神经元轴突髓鞘的病理变化，揭示其跨脑区神经连接的结构性异常，为自闭症研究奠定微观结构基础。[5] 该项研究也证明在脑疾病研究中，蔡司 MultiSEM 通过大体积、高分辨、高通量成像，可以从脑连接组学的层面为我们进一步揭示神经疾病的相关机制，为疾病治疗提供依据。
展望未来
连接组学驱动的认知革命
随着全球科研力量加速投入脑连接组学的成像与分析，我们正站在前所未有的技术节点上。破解大脑奥秘的征程，正在高通量体电镜技术的助力下迎来关键突破。
目前，在中国安装投入使用的多束电镜已有 4 台，一起期待更多中国的科学家为全脑连结图谱的建立，推动脑科学与相关交叉领域(如人工智能、医学等领域)实现跨越式发展做出卓越贡献。
欢迎点击左侧与客服取得联系想了解更多蔡司三坐标、蔡司三维扫描仪、蔡司扫描电镜型号和价格请来电咨询15850350764
在线咨询