自動化所建成納米尺度高通量腦微觀重建平臺

　　在多個層次上解析腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)方式與規(guī)則，繪制大腦線路圖并對其進(jìn)行研究和模擬，是近年來神經(jīng)科學(xué)和計算科學(xué)一個重要的交叉融合點(diǎn)。充分了解和研究大腦的運(yùn)行方式，并運(yùn)用這些研究發(fā)現(xiàn)去實(shí)現(xiàn)類腦智能，已成為腦科學(xué)與智能技術(shù)研究的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

　　眾所周知，神經(jīng)元是大腦的最基本單元，而突觸是神經(jīng)元之間在功能上發(fā)生聯(lián)系的部位，也是信息傳遞的關(guān)鍵部位，突觸水平的腦微觀重建是了解大腦信息的傳遞機(jī)理的重要技術(shù)手段。中國科學(xué)院自動化研究所顯微分析技術(shù)平臺的科研人員就在從事看清“突觸水平大腦聯(lián)結(jié)”的研究。團(tuán)隊負(fù)責(zé)人韓華介紹，他們已建立國內(nèi)最高通量的納米級突觸水平神經(jīng)大數(shù)據(jù)重建與分析平臺，致力于破解神經(jīng)微環(huán)路大數(shù)據(jù)量解析的限制瓶頸，提供高效的微觀重建工程解決方案，在“納米尺度、突觸水平”上重建微觀大腦神經(jīng)元連接，填補(bǔ)了中國腦科學(xué)和類腦研究在神經(jīng)微環(huán)路結(jié)構(gòu)解析能力方面的空缺。

　　通過與神經(jīng)科學(xué)家的合作，各類模式動物大腦神經(jīng)組織被切成幾十納米厚度的超薄切片序列，在高度集成化的電子顯微鏡集群中成像，再通過智能化識別的軟件平臺，對神經(jīng)大數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注和分析以及三維重建，呈現(xiàn)出腦神經(jīng)細(xì)胞彼此連接而形成微觀“大腦線路圖”。

　　該平臺擁有場發(fā)射掃描電子顯微鏡、光學(xué)顯微系統(tǒng)、原子力顯微鏡等30余套設(shè)備，在規(guī)?；\(yùn)轉(zhuǎn)的電鏡集群上，已經(jīng)具備了國內(nèi)最高通量的超薄切片成像能力，擁有超大視場高分辨率電鏡顯微技術(shù)、高效光電聯(lián)合顯微成像技術(shù)和大數(shù)據(jù)量顯微圖像處理技術(shù)。該平臺每天成像數(shù)據(jù)產(chǎn)生能力達(dá)TB量級，最快兩周就可獲得百微米尺寸（譬如果蠅腦蘑菇體）神經(jīng)組織的成像數(shù)據(jù)。

　　目前，該平臺已成為神經(jīng)科學(xué)與計算科學(xué)交叉融合的重要橋梁，與中科院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所、中科院生物物理研究所、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等多家單位開展深度合作研究，為中國腦科學(xué)和類腦研究提供有力支撐。