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進入台清交出擊！毫秒級速度光學顯微鏡 可看果蠅活腦運作
台大物理系教授朱士維（右二）團隊開發出高速、高解析光學顯微鏡技術平台。（記者簡惠茹攝）
首次上稿 13:31
更新時間 23:00
〔記者簡惠茹／台北報導〕台清交團隊開發出全球第一個毫秒級速度、可看到果蠅活體全腦的光學顯微鏡技術，解析度比傳統光學顯微鏡成果高10倍、深度再比一般光學顯微鏡深10倍，除了神經纖維都能看個清楚，還能看到動態神經訊號傳遞。
台大物理系教授朱士維、清大電機系教授李夢麟和楊尚達、清大工程與系統科學系副教授吳順吉、交大光電學院副教授詹明哲，以及捷絡生物科技股份有限公司執行長林彥穎，共同研發「新穎光學顯微鏡成像技術平台」，結合三項技術，達到高速和高解析度優點，可以觀察到果蠅腦中單一神經細胞的電生理動態行為。
朱士維指出，光學顯微鏡成像主要考慮解析度、深度、速度和對比4個關鍵，解析度和深度突破方面，團隊在2014年諾貝爾獎得主的超解析技術基礎下，發展出「深組織超解析光學技術COOL」，透過光學組織澄清技術將果蠅腦組織透明化，然後運用共軛焦技術將看到厚組織中的薄薄一層，結合螢光蛋白標定後，把原本200奈米解析度再推進到20奈米，可以成功到果蠅全腦中彼此纏繞的神經纖維分布。
此外，為了將取像速度加快，朱士維表示，藉由聲波密度變化造成折射率改變的原理，製造出凹凸透鏡效果，讓焦點在空間中的Z軸快速移動，加上後續電訊號快速處理，達到毫秒級速度的高速成像，完成「高速體積成像系統」，可以看到果蠅腦中的個別神經反應，解析訊號連結路徑，這也是全球第一個可以達到毫米速度等級的三維空間光學影像技術。
結合高速體積成像系統，團隊也進一步開發出全光學生理平台，可以精準刺激個別神經，並以自動化影像分析，疊合高速功能性影像和COOL的結構性高解析度影像，進而了解腦神經運作。
但是COOL技術侷限在無法看到果蠅活體腦部，朱士維指出，所以團隊又突破過去雙光子光學顯微鏡技術，以三光子來改善影像，由於有更長的波長，可以看到更深層的部分，本來雙光子只能看到0.1釐米，現在則可以看到深度1釐米，就能看到果蠅活體更深層的腦部。
朱士維今天在科技部發表研究成果，他指出，生物科學、醫學和材料領域都可望應用，科技部表示，研究為科技部台灣腦科技發展及國際躍升計畫所支持，並與清大系統神經科學研究所院士江安世的腦科學研究特色中心合作。
高速體積成像觀察果蠅試神經動態反應。（圖由朱士維提供）
