近日，智能科技學院顧敏院士團隊聯(lián)合復旦大學馬炯研究員、王璐青年研究員在國際知名期刊《科學進展》（Science Advances）發(fā)表了題為“熒光原性探針逐步標記：MINFLUX成像和追蹤的通用方法”（Gradual Labeling with Fluorogenic Probes: A General Method for MINFLUX Imaging and Tracking）的研究成果。上海理工大學為第一單位，顧敏院士為通訊作者，姚龍芳博士后為第一作者，格致創(chuàng)新班2023級人工智能專業(yè)本科生官佳欣作為合作研究者參與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。這也是學院自今年2月在《自然·光子學》上發(fā)表成果以來，在《自然》和《科學》子刊上發(fā)表的第4篇重要研究成果。
傳統(tǒng)顯微技術(shù)受限于光學衍射極限，而現(xiàn)有MINFLUX技術(shù)在密集生物結(jié)構(gòu)中易產(chǎn)生信號干擾，成像結(jié)果呈現(xiàn)“斷續(xù)線條”或“模糊云團”，且難以在活細胞中追蹤單分子動態(tài)。研究團隊創(chuàng)新性地模擬"星空分批點亮"原理，通過光控探針精確控制分子發(fā)光時序，如同在細胞"納米城市"中分時段點亮特定建筑，最終通過數(shù)萬次定位拼合出完整超清圖譜。這項名為“GLF-MINFLUX”的成像技術(shù)定位精度達2.6納米（相當于頭發(fā)絲直徑的三萬分之一），時間分辨率達每秒5000幀。該技術(shù)不僅捕捉到細胞骨架的精細結(jié)構(gòu)，更記錄到蛋白質(zhì)在細胞膜平坦區(qū)的停滯現(xiàn)象及在絲狀偽足區(qū)域的超高速運動，揭示了生命動態(tài)的細節(jié)。
這項技術(shù)為腦科學研究開辟新路徑，未來將重點應(yīng)用于解析神經(jīng)信號傳遞機制。研究團隊指出，人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高能效比遠超計算機，而GLF-MINFLUX可直觀呈現(xiàn)蛋白質(zhì)"智能開關(guān)"的調(diào)控過程及神經(jīng)元間的"納米對話"，研究發(fā)現(xiàn)有望為類腦人工智能提供生物原型。此項顯微技術(shù)有望成為下一代人工智能的"生物導師"，為解析神經(jīng)信號傳遞過程提供全新視角，為優(yōu)化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供理論依據(jù)，進而推動開發(fā)具備自主學習能力的類腦智能系統(tǒng)。
格致創(chuàng)新班的本科生深度參與前沿科研，是智能科技學院“早進團隊、早進課題、早進平臺”培養(yǎng)理念的生動實踐，展現(xiàn)了學院格致創(chuàng)新班“科研前沿融入本科教育，理論知識與前沿實踐一體化”培養(yǎng)模式的顯著成效。
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