作为关键发起方和核心支撑平台，合肥综合性国家科学中心人工智能研究院（以下简称“人工智能研究院”）在人工智能与介观神经图谱解析领域取得重大技术突破，相关成果发表于国际顶尖学术期刊《细胞》（Cell）。此项研究由我院“介观神经图谱解析”科研团队项目支持，成功研发出世界最快的小动物全身亚细胞级高清三维成像技术，标志着我院在此前沿交叉领域已达到国际领先地位。

遍布全身的周围神经系统是机体的“物联网”，它承载着大脑与全身器官的通讯与调控，对理解生命功能与疾病至关重要。然而，长期以来，由于技术瓶颈，科学家们无法在全身尺度以亚细胞级高分辨率和高速度对这一复杂系统进行成像。

为攻克此难题，人工智能研究院毕国强教授、刘北明教授领导的科研团队，联合中国科学技术大学、中国科学院深圳先进技术研究院等单位，提出“样品原位切片+切面三维成像”的颠覆性策略。基于此，团队成功研发了整合精密振动切片装置的blockface-VISoR成像系统，并开发了配套的小鼠全身透明化与水凝胶包埋的样品制备流程ARCHmap。该流程首先对样品块表面约600微米深度进行三维成像，随即自动切除已成像的400微米组织，并利用约200微米的重叠区域进行三维无缝拼接，循环往复直至整个样品成像完毕。这一创新策略有效克服了传统方法中大体积、高异质性样品切片易碎裂、难重构的难题。

blockface-VISoR成像系统

借助于此项在我院支持下诞生的突破性技术，研究人员在40小时内即完成了成年小鼠全身均一的亚细胞分辨率三维成像，单通道原始图像数据量约70TB。目前，团队已累计采集数十只小鼠的数据，总量超过4PB。

该技术具备高度的灵活性和兼容性，能够兼容神经科学领域常用的转基因、嗜神经病毒携带的荧光蛋白以及免疫荧光等多种标记方法。正是基于此，我们的研究人员得以成功解析了小鼠全身不同类型周围神经的精细结构：首次揭示了单个脊神经元的跨节段投射特征，阐明了全身交感神经的器官特异性伴血管分布模式，解析了迷走神经的整体投射架构和单纤维复杂路径。

这项工作的创新性与影响力获得了《细胞》期刊审稿人的高度认可。一位审稿人指出：“这些分析在群体和单细胞层面均产生了惊人的精细数据。尤为重要的是，这项初步探索就揭示了全新的洞见”。另一位审稿人评价道：“这是一项有趣的研究，展示精美，其方法学呈现出巨大的潜力”。

该研究由中国科学技术大学、人工智能研究院毕国强教授、徐程特任副研究员和刘北明教授，以及中国科学技术大学的祝清源高级工程师为论文共同通讯作者。中国科学技术大学特任副研究员时美玉、博士生姚雨辰、王淼和硕士生杨琦为论文共同第一作者。

导师与团队成员探讨

此次研究成果的发布，是人工智能研究院引领并孵化重大技术突破的又一例证。作为本研究的关键发起方和核心支撑平台，我院依托强大的跨学科融合能力与前瞻性科研布局，为该技术的诞生与应用提供了全方位的支持。人工智能研究院正以卓越的科研攻关能力、开放的协同创新机制和清晰的前沿布局，持续产出世界级重大原创成果，有力推动我国在生物医学与人工智能交叉领域的全球竞争力，为生命健康产业的未来发展注入强劲动力。

论文链接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00673-7