同步飛掃三維熒光顯微成像系統（VISoR）是基于光片掃描與同步實時讀取的高效體成像系統，專為大體積生物樣本高分辨成像設計，由中國科學技術大學畢國強教授課題組研發。該設備主要實現對大腦、胚胎、病理切片等生物組織和臨床醫學樣品內部結構進行高精度快速熒光成像解析，能對大樣品進行高通量的三維熒光成像。VISoR成像系統目前已經在成像設施2號樓1層公共實驗平臺完成安裝調試，并正式開始對外提供技術服務，系統的主要配置與功能如下：
01 主要功能及特色：
光片顯微系統：使用—特定角度激光束從側面激發樣品發出熒光，提供高速CMOS成像，而入射照明光路和CMOS接收熒光光路互相垂直，通過振鏡和調整光路以及三維位移臺，從而實現了連續快速成像。
圖1 顯微成像原理圖
全腦熒光成像：小鼠全腦熒光成像服務為神經科學研究人員提供高分辨率、全腦尺度的成像解決方案，適用于神經環路研究、神經元定位分析以及神經疾病模型等領域。通過VISoR高通量成像技術和透明化技術，我們能夠獲得極為精確的三維成像數據，展示全腦細胞分布、神經元連接和分布模式。
圖2 對小鼠腦部CaMKllα+神經元的VISoR熒光成像采集
三維數據處理：通過特定開發的算法技術，將獲取的海量2D數據進行三維重構，最終獲得樣品的三維圖像。
圖3 三維圖像重構
02 主要規格及技術指標：
分辨率：最?可達0.5×0.5×2.5 μm3，確保微觀結構的清晰成像；
載物臺行程：100 mm×150 mm，成像范圍：70 mm*75 mm；
成像系統：雙sCMOS相機，2048×2048像素，100 fps全幅成像速度；
成像通量：在高分辨率條件下，每?時可獲取?達1.0 T像素的數據量；
成像速度：??全腦成像時間不超過2?時，?幅提升實驗效率；
激光光源：配備405 nm、488 nm、561 nm、640 nm 四種波長激光器，適用于多通道熒光成像；
數據采集工作站：含32 TB SSD高速存儲，40 TB本地存儲。
03 主要應用示例：
??在合作?為中的腦活動模式：通過c-Fos標記技術對合作組與對照組的??進?全腦范圍的神經活動追蹤與分析，揭示了合作?為背后的神經機制。
圖4 ??在合作?為中的腦活動模式
全腦VISoR成像技術和逆?追蹤病毒標記：揭示小鼠前腦橋核（PPN）相關?層錐體神經元的全腦輸入分布與軸突分支模式，研究重點聚焦于來自皮層的PPN投射神經元及在皮層下目標區域的投射特性，為理解腦區域間的功能連接提供了獨特視角。
圖5 逆?追蹤病毒標記下的全腦VISoR成像揭示腦橋（PPN）的輸入通路
孤束核GABA能神經元的遠程投射：本研究結合細胞類型特異性病毒示蹤與VISoR?分辨率三維成像，?次發現NTS中GABA能神經元不僅向腦?區域投射，還具備遠程投射能?，靶向終紋床核（BST）和視前區（PVH），涉及應激反應和情緒調控。逆行示蹤和單細胞重建進一步驗證了這些長程投射的起源，為理解腦干-前腦通路提供了新視角。
圖6 孤束核GABA能神經元的遠程投射
文中圖片素材均由畢國強教授課題組提供。
1. Zhang, K.-M. et al. A new paradigm of learned cooperation reveals extensive social coordination and specific cortical activation in mice. Molecular Brain 16, 40 (2023).
2. Liu, Q.-Q. et al. Preferential subcortical collateral projections of pedunculopontine nucleus targeting cortical pyramidal neurons revealed by brain-wide single fiber tracing. Mol Brain 15, 88 (2022).
3. Shi, M.-Y. et al. Long-range GABAergic projections from the nucleus of the solitary tract. Mol Brain 14, 38 (2021).
設備現場圖片：
設備存放地點：
北京市懷柔區多模態跨尺度生物醫學成像設施2號樓2103室
設備負責人：
牛佳浩 博士（微信：18810386760）