清华研发AI“超级显微镜”，大量细胞内部动态细节首次看清

7月27日，北京日报客户端记者从清华大学获悉，该校自动化系教授戴琼海团队与合作者研发出一台AI（人工智能）赋能的“超级显微镜”——RUSH3D-HR，在世界范围内首次实现了亚细胞级分辨率的介观活体成像。在数毫米的大视野下，科研人员也能看清大量细胞内部的动态细节。

团队副教授吴嘉敏介绍，两年前，团队发布的RUSH3D显微镜已在世界上首次实现了单细胞级的介观活体成像，相当于在一张照片里能同时看清数万个活细胞。而RUSH3D-HR把分辨率提升了约4倍，到达了亚细胞级。“这次升级就像我们过去只能在人群里看到有几个人，现在能看到每个人的表情、动作，甚至能完成‘人脸识别’——在活体状态下，首次清晰捕捉到了细胞之间的信号交互等细节。”

团队接连攻克了高数值孔径物镜像差、景深“缩水”、背景荧光干扰等难题，还首次引入AI技术，将成像处理与分析速度提升了数百倍。“AI赋能后，不用再等待数据导出和处理，图像可以实时生成。”

利用这台显微镜，科研人员首次捕捉到了炎症状态下中性粒细胞的瞬态群聚行为，实时观测到了电针足三里穴的抗炎效果。“显微镜捕捉到，电针刺激小鼠的足三里穴位后，由炎症引发的免疫细胞异常群聚行为明显减少。”吴嘉敏说，这为中医针灸抗炎提供了直接的影像证据。

该成果近日在《自然·生物技术》期刊上发表，合作者为华中科技大学教授王伟团队等。吴嘉敏说，该显微镜在AI制药、前沿生命科学研究领域应用前景广泛，团队将进一步提升显微镜的分辨率与观测深度，同时推动成果临床转化。

来源：北京日报客户端

记者：何蕊