徐放 男 博导 中国科学院深圳先进技术研究院
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脑联接图谱研究组介绍
17世纪的英国诗人约翰·多恩写过一篇名作《没有人是一座孤岛(No Man is an Island)》:
没有人是一座孤岛,
可以自全,
每个人都是大陆的一片;
如果海水冲刷掉一个土块,
欧洲就变小一寸,
国民拥有的土地也便减小一寸;
任何人的死亡都是我的损失,
因为我是人类的一员,
因此,不要问丧钟为谁而鸣,
它就为你而鸣。
1. 鼠脑联接图谱
2. 猴脑联接图谱
猕猴在进化亲缘关系、大脑沟回与分区结构方面都与人类非常接近,是研究脑智能与脑疾病的最佳模式动物系统。网上还流传有一些灵长类动物玩游戏、刷抖音的视频,其行为与人类十分相似,体现了灵长类动物极其聪慧的智能。
猕猴的大脑重量接近100克,拥有数十亿个神经细胞,比人脑只小一个数量级。应用VISoR成像技术,我们已经实现了在100个小时内完成全脑微米级分辨率的图像数据收集。在这种分辨率下,我们可以追踪单根神经元的轴突纤维,完成神经元完整形态的重建。这项高通量图谱绘制流程被命名为SMART,相关论文于2021年12月作为《Nature Biotechnology》杂志的封面论文发表,并得到了媒体的广泛关注(央视新闻频道、英国每日邮报报道、DeepTech深科技报道)。
3. 人脑联接图谱
脑图谱解析对于全人类都是一个非常具有挑战性的研究课题。美国针对脑图谱研究启动的BICCN、BICAN项目耗资数十亿美元,中国脑计划也进行了数亿元的投入,我们期待能够沿着在这个方向上贡献出不可被忽视的力量。
4. 脑图谱科普
通俗地说,我们所做的事情是在给大脑画地图。离开了地图和导航,我们在现代社会寸步难行,类似地,想要深入理解大脑、治疗脑疾病,也需要一幅完整、清晰的大脑地图。这个领域依然是非常新,不为公众所了解,我们希望能够传播脑图谱、脑科学相关的知识,在严肃科学的同时,也希望做些有点意思的事情。
腾讯游戏开发者大会(TGDC 2022)演讲:公众号报道(指尖互联,探秘大脑——脑科学功能游戏之旅),视频回放(从1:05:28开始)。
格致论道讲坛(澳门 2023):先把大脑变透明,再给它画一张超清地图,B站视频回放。
研究背景:
研究组致力于获取和分析神经系统的多尺度结构与活动的海量数据信息,揭示神经系统信息处理的机制和原理,进而启发新一代人工智能算法和疾病诊疗技术。
得益于世界各国对于脑科学研究的大力支持,伴随着半导体、光学、生物学、化学、计算科学与技术的发展,脑图谱相关技术得到了快速的发展,人类距离揭示大脑的结构奥秘越来越近。我们结合组织器官透明化技术及全脑高分辨荧光成像,研发了一系列高通量全脑成像技术,可以获得大脑及其它器官的完整三维全景图像,清晰呈现其全部细胞结构。
通过自主研发的显微成像技术,我们在国际首次解析非人灵长类亚细胞长程投射介观联接图谱。该论文于2021年12月在Nature Biotechnology 作为封面论文发表,并得到了媒体的广泛关注和分别报道,包括:央视新闻频道、中国生物物理学会微信公众号及BioArt公众号、中国科学院官网、中国科学报、科技日报、英国每日邮报、Deeptech深科技等。
招生招聘方向:
生物技术研发:
相关专业:高分子材料、生物化学、分子生物学、神经生物学、病理学等。
研究内容:生物组织化学处理以及生物或化学荧光标记。涉及对生物样品进行取材、包埋、透明化、荧光染色、分子标记等各阶段进行技术研发和应用。
光学显微镜研发:
相关专业:光学、机械工程、电子信息、生物医学工程等。
研究内容:研发光片显微镜、超分辨显微镜、微型内窥镜、双光子显微镜等。涉及光路搭建、光机械部件设计、软硬件控制、系统集成调试等。
算法与软件开发:
相关专业:计算机科学与技术、电子信息、软件工程等。
研究内容:进行图像大数据(TB~PB级别)的处理、人工智能分析。包括图像的智能配准、融合、分割、聚类、分类、可视化等算法研发,以及微信小程序、Web、客户端软件开发。主要基于C++、Python,也有Matlab、Java。