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2025-11-10 04:30:29
日報

研MD-FSS技術 清晰觀察小鼠大腦動態變化 科大團隊︰為人類神經疾病研究帶來突破

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瞿佳男相信,MD-FSS技術將神經系統疾病的藥物研發帶來革命性變化。(鄧昊輝攝)

瞿佳男相信,MD-FSS技術將神經系統疾病的藥物研發帶來革命性變化。(鄧昊輝攝)

大腦是人體最重要且最複雜的器官,其運作機制長期困擾科學界。科技大學研究團隊經過多年努力,在腦成像領域取得大突破,成功開發全球首創技術,能以近乎無創方式,對清醒小鼠做高分辨率實時腦成像。這突破技術讓科學家能直接觀察在自然運作的大腦活動,有助探索人類腦部在健康與疾病狀態下的運作,為神經科學研究開闢新路徑,並為阿茲海默症等神經退化性疾病的藥物研發提供全新契機。

現有成像技術如磁力共振、腦電圖等,難以解析大腦微細結構。小鼠因基因與人類相似,常用於研究阿茲海默症、腦癇等疾病,但麻醉會改變血液循環及神經元活動,影響結果;而清醒狀態下的活動又易令圖像模糊,成像困難。

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科大工學院電子及計算機工程學系教授瞿佳男帶領團隊開發全球首創技術名為「數字復用焦點感測與整形」(MD-FSS)提升焦點測量速度,採用多束雷射光與數位相位解調技術,能在高雜訊背景中精準提取訊號,將測量時間縮短至0.1秒,速度提升逾十倍,並可實時追蹤大腦動態,圖像更清晰。

結合多光子顯微鏡,團隊構建「自適應光學多光子顯微技術」,可觀測神經元、免疫細胞及毛細血管,追蹤血流速度、細胞互動及思維處理過程。技術具快速校正像差能力,確保高品質成像且不損傷腦組織。瞿佳男表示:「在不受麻醉藥物干擾下,能以亞細胞級分辨率捕捉實驗小鼠大腦中神經元、膠質細胞和血管的動態變化,這將有助科學界深入探索人類腦部在健康和疾病狀態下的各種運作,為神經科學研究開闢全新視野。」 

他續指,技術將主要應用於新藥檢測領域,「正探索其在阿茲海默症研究中的應用,希望直接觀察藥物如何影響神經元活動,評估治療效果。」團隊相信,通過實時觀察藥物對大腦的影響,能更快速及準確篩選出候選藥物,大幅提升藥物研發效率。為阿茲海默症、柏金遜病等神經系統疾病的藥物研發帶來革命性變化,並有助推動香港發展成為國際藥物臨床研究中心。

系統設計預留擴展空間,現採用八束雷射,未來可增至數十甚至數百束,進一步提升速度與範圍。瞿佳男表示,神經科學家能運用前所未有的方式研究人類大腦的快速活動、複雜的網絡互動,以及疾病演化,為學習、記憶、精神健康和神經疾病等領域開啟知識大門。研究成果已在國際期刊《自然通訊》發表。

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