生物医学光子学-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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生物医学光子学

项目名称：生物医学光子学
项目类别：创新研究群体科学基金
批准号：61121004
申请代码：F0512
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2012-01-01-2014-12-31

项目负责人：骆清铭
负责人职称：教授
依托单位：华中科技大学
批准年度：2011

中文摘要：

生物医学光子学是通过发展光子学原理、技术为生命科学提供手段与方法的新兴交叉学科。本群体1997年组建，在神经信息处理机制的光学成像原理、方法和仪器技术等方面取得系统性创新成果。攻克高分辨快速切削成像难题，获得亚微米分辨的脑图谱，发表于Science，被其评价"迄今为止最精细的…图谱"。发展的飞秒激光角色散传输理论、散斑成像方法和光学分子探针为斯坦福和牛津大学等20余家一流研究机构应用，其中具有自主知识产权的生物光学成像系统已被耶鲁大学等用于神经功能研究。合作成果发表于Nature Cell Biology等。近五年发表SCI论文197篇，6篇影响因子>10。被美国两院院士Webb等在Nature Biotech等国际刊物正面引证1200余次。获发明专利23项。获国家自然科学二等奖1项，省部一等奖4项。主要成员当选国际光学工程学会Fellow、担任本领域国际期刊主编。主办本领域国际会议8次。

中文主题词：显微光学切片断层成像；单细胞分辨；全脑神经网络；生物信息；结构与功能

英文摘要：

MOST；single-cell resolution；whole brain neural circuit；bioinformatics；structure and function

英文主题词： MOST；single-cell resolution；whole brain neural circuit；bioinformatics；structure and function

结论摘要：

生命信息获取与解析，是认识人本身和解决重大疾病的关键；但目前缺乏高时空分辨的工具和方法，特别是对脑神经回路的精细结构和功能。针对需求，该团队围绕脑神经网络观测，从生命信息的光学表征、检测和解析开展系统工作。 1、建立了单细胞分辨全脑神经网络成像技术。颠覆常规，发现荧光蛋白聚合淬灭机理及高效恢复方法，发明无惯性扫描切削成像技术，首次实现小鼠全脑神经元长程精细投射和血管网络成像。 2、活体脑功能成像发展近红外光谱动态检测技术，观察到人视皮层活动神经光学快信号；建立光纤多模式脑成像系统，高时空分辨同步检测清醒小动物多项脑功能参数，为大脑功能连通性研究提供新方法。 3、光学标记发明大Stokes位移荧光蛋白、红移FRET功能型探针，解决多分子并行检测光谱串扰问题，建立双色FRAP新方法，实现实时观测多分子间相互作用。 4、研发完全自主知识产权的“显微光学切片断层成像（MOST）仪器”等三种光学成像仪器，为生命医学研究提供了全新观测手段。项目执行期间，“单细胞分辨的全脑显微光学切片断层成像技术与仪器”荣获2014年国家技术发明二等奖，MOST核心专利以1 千万元进行了转让。发表SCI期刊论文95篇，包括Nature Communications 3篇，影响因子大于10的有6篇，大于5的有32篇；并获批中国发明专利37项。团队在脑神经网络光学成像方面形成国际影响。新增IET Fellow，当选美国光学学会（OSA）理事（大陆学者首次入选），JIOHS创刊主编，Neurophotonics副主编，4次任国际会议主席，8人次入选国际会议Program-Committee，10余次在国际会议作邀请报告。人才培养方面有一名学生获2013年度全国百篇优秀博士学位论文奖。

成果综合统计