新技术能让研究人员更清晰地观察幼鱼心跳。图片来源：Tobias Wuestefeld
为了观察鱼大脑中的神经元信号，明升体育app家已经开始使用一种叫做光场显微镜的技术，这种技术有助使这种快速的生物过程在3D中成像。但这些图像往往缺乏质量，而且需要数小时或数天才能将大量数据转换成3D卷和动画。
现在，欧洲分子生物学实验室等机构的明升体育app家已经将人工智能算法与两种尖端显微镜技术结合起来，进步将图像处理时间从几天缩短到几秒，同时确保得到的图像清晰准确。研究结果近日发表在《自然—方法》上。
该论文的两位主要作者之一、慕尼黑工业大学的Nils Wagner说：“最终，我们能够在这种方法中‘兼得’。人工智能使我们能够结合不同的显微镜技术，这样就可以在光场显微镜允许的速度下成像，并接近光片显微镜的图像分辨率。”
虽然光片显微镜和光场显微镜听起来相似，但这些技术有不同的优势和挑战。光场显微镜捕捉大的3D图像，使研究人员能够跟踪和测量非常精细的运动，例如幼鱼的心跳。但这种技术会产生大量数据，可能需要数天来处理，而且最终的图像通常缺乏分辨率。
光片显微镜可以在一个给定样本的单一2D平面上成像，因此研究人员可以以更高的分辨率成像样本。与光场显微镜相比，光片显微镜产生的图像处理速度更快，但数据并不全面，因为它们一次只从单个2D平面上获取信息。
为了充分利用每种技术的优势，研究人员开发了一种方法，使用光场显微镜对大的3D样本进行成像，用光片显微镜训练人工智能算法，然后创建样本的精确3D图像。研究人员还使用了光片显微镜来确保人工智能算法有效。
欧洲分子生物学实验室的Robert Prevedel，指出，建造更好的显微镜的真正瓶颈往往不是光学技术，而是计算能力。“我们的方法对于那些想研究大脑如何计算的人来说是非常关键的。我们的方法可以实时成像鱼幼虫的整个大脑。”Prevedel说。
下一步，研究人员计划探索这种方法是否可以应用于更大的物种，包括哺乳动物。
相关论文信息：http://dx.doi.org/10.1038/s41592-021-01136-0
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