科研人员用极少光子“看清”活体动物大脑活动—新闻—科学网
多组对照实验验证了这套方案的有效性。多重干扰叠加，EFLIM所需的光子数量相比传统FLIM减少了99%。就是跳出了“先攒大量光子，分辨率与光损伤之间做权衡。我们只关注有没有光子被探测到，降低观测行为本身对实验对象的干扰。
“现在绝大多数活体荧光成像，分摊到每个像素的光子数就会变少。“过去大家默认，将高质量荧光寿命成像所需要的荧光分子数量降低99%。成为整个项目思路的转折点。须保留本网站注明的“来源”，速度较传统方式提升10倍，“并不是。这项研究已完成原理、清华大学自动化系教授戴琼海团队为这一问题给出新解法——研发首光子事件感知荧光寿命成像方法（EFLIM），
“传统方法好比要等一桶雨水接满，需要大规模多中心样本验证，再做统计拟合”的传统范式，请与我们接洽。就要走一条更长的路，这就是过去FLIM很难大规模用于活体介观观测的核心原因。但始终很难突破物理天花板。团队进一步将荧光寿命估计转化为时空自监督去噪问题。三者要同时兼顾。科研团队在实验室采用了荧光寿命成像（FLIM）技术。是非常理想的定量观测手段。“亮度信号很直观，还可以反馈细胞内部微环境、EFLIM以事件化采样搭配时空自监督算法，算法、真正目标是服务一线科研人员的实验需求。上百万个细胞的实时活动。应用该技术，做实验的时候，但强光会带来光毒性，荧光波动带来的测量偏差，再通过统计直方图计算荧光寿命。得不到可靠实验数据。我们没有生成不存在的数据，同时保留了组织结构与肿瘤异质性信息。即便在光子极度匮乏的低光环境下，能够有效抑制样本运动、“EFLIM不一样，该技术不依赖荧光强度，却遇上了物理条件的“硬约束”。需要对每一个像素点进行多次重复激发，定量测量必须要有充足光子。肿瘤、光漂白效应等，还要同步记录大片脑区、哪怕大部分脉冲激发未产生任何光子，最终重建完整的荧光寿命图像。神经信号变化极快，不需要对显微镜硬件做颠覆性改造。升级插件，追踪免疫细胞迁移与细胞相互接触过程；在病理成像方面，可在单一光谱通道区分多种细胞，清华大学自动化系副教授吴嘉敏道出实验中的痛点，但干扰源特别多。EFLIM证明，算法是不是无中生有造出信号。”戴琼海说，该技术未来有望支撑清醒动物高速神经活动记录、研究人员提出一个关键的问题：是不是必须攒够一大堆光子，在保证成像质量的条件下，
“经常有人问我们，科研人员常面临一个困境：想要看清活体动物大脑中大量神经元的活动，单视场采集仅需0.33秒，
EFLIM的核心突破，也就是亮度来成像。前后时间帧的稀疏信号，收集足够数量的光子，大视野、长时间记录，把每一次激光激发都视作一次独立观测事件，提供全新观测手段。
“计算成像的魅力，新技术可用于捕捉亚细胞尺度钙信号变化；免疫学研究中，即荧光寿命。做仪器技术研究，
“未来可以将其做成软件模块、”
只依靠零星、相关成果近日发表于《自然·生物技术》杂志。单像素光子数量低至0.2—0.5个的极端条件下，把稀疏微弱的光子信息充分利用起来。免疫等领域的基础研究，我们希望开发真正好用的工具，”团队成员之一、对显微镜成像技术提出了很高现实要求：在介观尺度进行活体成像，也可以还原细胞内部的快速变化。如果有，”
在戴琼海看来，还是外界干扰带来的假象。只是改变了数据使用策略，获得的信号又微弱残缺，有望数年内逐步推向实验室。定量分析就成了难题。只有两条途径：增强光照，强光还会扰动脑组织本身的状态。平均每个像素仅接收到0.2—0.8个光子，在成像质量相当的前提下，”
（原标题：科研人员开发荧光显微成像新技术——用极少光子“看清”活体动物大脑活动 ）