逐浪硬科技7|身体里的“隐形通讯网”-

本文内容来自文章：High-speed mapping of whole-mouse peripheral nerves at subcellular resolution，由中国科学技术大学和合肥综合性国家科学中心人工智能研究院毕国强团队时美玉、徐程等科学家于2025年7月10日发表于《cell》

你有没有想过，当你不小心踩到大石头，脚会立刻缩回来？当你饿了，肚子会“咕咕”叫着告诉大脑？这背后，藏着一张“隐形通讯网”——神经系统。

这张“网”特别厉害！它像快递员一样，一边帮大脑传递“命令”：让脚走路、让心脏跳动、让肺部呼吸；一边又像情报员，把身体的感觉（比如痛、热、冷）飞快地传回大脑。比如你吃冰淇淋时，“冷” 的信号就是它传给大脑，你才会觉得“好冰好爽”！科学家们一直想画出这张“网”的高清地图，因为只有看清楚它的样子，才能明白它怎么工作，以及为什么有时候会“断网”（比如手脚麻木、不自觉震颤）。

以前画“地图”，难！难！难！

画这张“通讯网”的地图可不容易。一开始，科学家们用的“放大镜”不够厉害——只能看清楚毫米级的大结构，就像隔着毛玻璃看风景，根本看不清神经的小细节。

后来，有了更棒的三维显微镜，能看清大脑里微米级的神经（就像用高清望远镜看星星），但一到“全身”就歇菜了：要么看得慢，看一只小鼠全身要等好久；要么为了方便观察，把身体切成小块，结果切的时候不小心把神经“切碎”了——就像拼拼图时，把重要的拼块弄掉了，根本拼不出完整的“网”。

更麻烦的是，我们的身体不像大脑那样“整齐”：有软软的肌肉、细细的血管、硬硬的骨头，这些不同的组织裹着神经，切的时候很容易让神经“移位”或“丢失”。科学家们对着这些“碎掉的通讯网”，别提多头疼了！

新“神器”登场：拍一层，切一层，拼出完整地图！

为了解决这个难题，科学家们升级了工具！他们之前有个厉害的“VISoR”技术，能在1.5小时内快速拍完整只小鼠的大脑，还能看清神经的小细节，但它无法应用于全身。于是科学家们给它加了个新配件，变成了“blockface-VISoR”，还搭配了“ARCHmap”处理方法——这套组合拳，终于搞定了全身“通讯网”！

Blockface-VISoR成像系统

它的工作方式特别像拼乐高：

先“打包”身体：用特殊方法让小鼠身体变透明（就像把果冻里的杂质去掉，能看清里面的果肉），再用“水凝胶”把身体固定好，防止变形。

拍一层，切一层：不像以前把身体切成小块，它会先给表面600微米厚的神经拍高清照片（能看清神经上的小细节，就像看清蚂蚁的腿）,然后“温柔”地切下薄薄一层（约400微米，比一张纸厚一点）；

无缝拼接：每拍一层，都会和上一层重叠200微米——就像拼乐高时，每块都和上一块叠一点，这样拼出来的“地图”不会缺角、不错位；

快速完成：就这样“拍-切-拍”循环，40小时就能拍完整只成年小鼠的全身！拍出来的数据巨大——单通道就有70TB，相当于7千部10GB的动画片，够你连看好几年！

用“小灯”照亮神经，发现好多新秘密！

这套新工具还有个超能力：能给神经“装小灯”！科学家们用特殊的荧光蛋白（就像会发光的小灯泡）标记神经，让神经在显微镜下亮起来——这样一来，再细的神经纤维也躲不掉。

靠着这个“亮灯术”和高清成像，科学家们发现了好多以前未被发现的“通讯网的秘密”：

原来有些神经细胞特别“能跑”，能跨越好几个“关卡”（脊髓节段）传递信号，就像快递员能一次性跨好几个小区送包裹；

交感神经（身体应对紧张的神经，比如紧张时心跳加快）特别“聪明”，会跟着血管走——哪里有血管，哪里就有它的“通讯线”，这样能快速给全身供血的地方发信号；

迷走神经（管消化、呼吸的重要神经）的路线超复杂，就像一张迷宫地图，以前只知道它走“大路”，现在连它走的“小路”都看清楚了！

这张“地图”，未来很有用！

现在，科学家们已经用这套技术拍了几十只小鼠的“通讯网”，数据加起来超过4PB（相当于400万部动画片）。这张高清“地图” 可不只是好看，它的用处大着呢：

帮我们搞懂身体怎么长大（发育生物学）：看看小时候的“通讯网”是怎么慢慢长全的；

帮我们摸清身体结构（系统解剖学）：以前没看清的神经路线，现在都能标清楚；

帮我们治病（生物医药）：如果有人的“通讯网”断了（比如神经损伤），医生能靠着这张 “地图” 找到问题在哪，更好地修复。

未来，科学家们还想给这个“神器”升级——比如装两个甚至多个相机，同时拍好几层，让速度更快；还想试试用它拍更大的动物，比如兔子、猴子，甚至人类！

原来我们身体里的“隐形通讯网”这么神奇，而科学家们就像厉害的“地图绘制师”，用越来越棒的工具，一点点揭开它的秘密。说不定未来的你，也能加入他们，发现更多身体里的奇妙故事呢！

合肥综合性国家科学中心科技传播中心科研第二支部孙梓桉