独家盘点| 2019年上半年，这些新的研究工具诞生！（下篇）

2019年过去一半了

脑科学飞速发展

每日的新成果应接不暇

正所谓，工欲善其事必先利其器

新技术，是推动脑科学发展的关键因素

昨天，我们回顾了10个技术，

今天，继续盘点

2019年的新技术、新工具

1，科学家发现活体测绘脑功能连接组新方法

来源：科学网

4月25日，浙江大学求是高等研究院系统神经与认知科学研究所教授王菁团队在《科学•进展》杂志上发表文章，获得脑网络研究方法的新突破。他们借助7T功能磁共振系统（fMRI）的巨大成像优势，并结合红外光神经刺激，开发出红外光神经刺激功能磁共振整合技术（INS-fMRI），并首次在活体脑中获得亚毫米级的脑连接组，使我们能更快速、更系统、更清晰地看清“大脑交通图”，了解信息的传递。

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2，Science重磅：体内检测！CRISPR基因编辑脱靶位点检测新方法

来源：中国生物技术网

guide RNA引导时非特异性碱基配对产生的脱靶效应(off-target effects)一直是阻碍CRISPR-Cas基因编辑技术真正走向临床应用的巨大屏障。2019年4月19，Science杂志同期正式发表了基因编辑领域3篇Report，其中一篇题为：Unbiased detection of CRISPR off-targets in vivo using DISCOVER-Seq，来自加州大学伯克利分校（现居瑞典苏黎世联邦理工学院）的科学家Jacob E. Corn开发了一套检测Cas脱靶位点的新方法。这正是一种普遍适用的方法，它通过检测细胞和生物体中DNA修复因子的招募过程，无偏倚地对脱靶位点进行识别。

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3，Nature通讯: 量子材料传递大脑讯息,下载记忆未来或成可能？

来源：知社学术圈

（a）和 （b）基于SNO的器件和小鼠大脑结合的示意图。（b）小鼠大脑和实验器件接合的实物图。

最近，由普渡大学（Purdue University）材料工程学院Shriram Ramanathan 教授课题组领导以及校内其他课题组合作，联合美国能源部阿贡国家实验室 (Argonne National Laboratory) 等研究团队的探索发现，SmNiO₃ (SNO) 钙钛矿型镍酸盐材料在不消耗任何外界能量的条件下，可以接受来自于生物反应的质子（氢原子）传递，并且改变自身电子能带结构，从而产生电子信号，实现离子、电子这两种不同语言之间的“翻译”。

这一材料可以和硅基半导体体系集成制备现代化电子器件，同时其特有的量子电子强关联作用使器件响应非常灵敏，使其在现代电子器件发展和人机交互领域具有巨大潜力。该研究成果以"Perovskite nickelates as bio-electronic interfaces"为题，于近日发表在自然通讯杂志：Nature Communications, 10, Article number: 1651 (2019)。

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4，Nature子刊 | 厦门大学张俊松团队等创建重建神经元簇新方法

来源：iNature

用于从神经元群自动重建单个神经元的工作流程

2019年4月2日，厦门大学张俊松团队联合南加州大学Hong-WeiDong团队在Nature Conmunications上发表题为“Precise segmentation of densely interweaving neuronclusters using G-Cut”的文章，建立了一种快速稳定的方法即G-Cut，G-Cut是一种强大而强大的信息学工具，在大量神经元的形态学重建中具有广泛的应用，因此加速了对大脑神经细胞类型进行编目的过程。

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5，高速成像技术首次记录果蝇幼虫神经细胞活动过程 | Current Biology

来源：科研圈

来源：Columbia University's Zuckerman Institute

哥伦比亚大学（Columbia University）的工程师和神经科学家们联合制作了在果蝇幼虫运动时，其体内单个神经活动、伸展和打开的 3D 视频。从这些视频中收集的数据揭示了一种被称为本体感受神经元的神经细胞如何协同工作，以帮助身体感知其在空间中的位置。这一壮举的实现得益于哥伦比亚大学研究人员开发的一种划时代显微镜技术——SCAPE，全称扫描共焦对准平面激发显微镜（swept confocally aligned planar excitation），它能够以闪电般的速度对神经元进行成像。上述成果于近日发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上。

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6，Nat Commun：微型显微镜帮助揭示大脑疾病的发生机理

来源：转化医学

约翰·霍普金斯医学研究小组最近开发了一种相对便宜的便携式迷你显微镜，可以提高科学家对活体小鼠大脑中癌症，中风，阿尔茨海默病和其他疾病的研究效果 。该装置的尺寸小于5立方厘米，停靠在动物的头上，并收集来自小鼠活跃大脑的实时图像，这些大脑在环境中自然移动。相关结果最近在《Nature Communications》上发表。

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7，NC 体内光控重组酶|合成生物学和神经科学利器

来源：生物极客

近期在 Nature Communications 上，Wen Do Heo 课题组开发了一种高度光敏和高效的光活化Flp重组酶( PA-Flp )，适用于体内基因操作。PA-Flp的高度光敏特性非常适合于通过无创发光二极管照明来激活小鼠大脑深部区域。此外，PA-Flp可以通过病毒载体作为Flp依赖性Cre表达平台延伸至Cre-lox系统，从而激活Flp和Cre。最后，科研人员证明了PA-Flp依赖性、Cre介导的内侧隔膜中的Cav3.1沉默增加了小鼠的物体探索行为。因此，PA-Flp是非侵入性的、高效的、易于使用的光遗传模块，为神经科学研究提供了无副作用和可扩展的基因操作工具。

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8，神经递质精确追踪三部曲：北大李毓龙团队继续突破

来源：知识分子

李毓龙实验室开发的去甲肾上腺素特异性探针在多个体系中的应用。

3月25日，神经生物学期刊《神经元》（Neuron）在线发表了北京大学生命科学学院李毓龙团队关于去甲肾上腺素特异性荧光探针的开发与应用的研究论文。该去甲肾上腺素荧光探针具有极高的分子选择性，可完全区分生理浓度下结构十分相似的去甲肾上腺素与多巴胺。

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9，复旦大学张江国际脑影像中心王鹤团队：IMAge/enGINE，一款用于快速处理高维医学影像的免费软件 

来源：AME科研时间

本次分享的是复旦大学张江国际脑影像中心王鹤团队刊登在Quantitative Imaging in Medicine and Surgery的一项研究（。该文章介绍了一款框架开源、研究使用免费的MRI医学影像处理软件IMAge/enGINE的功能、架构和设计。IMAge/enGINE软件可以用来高效计算ADC、IVIM、sDKI、DKI、NODDI等多种弥散参数图，以及T1加权动态增强成像的Wash-In、Wash-Out、曲线下面积等参数图。不同于需要编译甚至编程才能运行的DIPY等工具，该软件为没有理工科背景的研究者专门开发。

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10，Science文章：哪种基因编辑工具靠谱？用GOTI技术检测一下！

来源：科学大院

 GOTI技术的原理及实验流程

近日，中科院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心杨辉研究组与中科院马普计算生物学研究所、中国农科院深圳农业基因组研究所及美国斯坦福大学团队合作，开发出一种名为GOTI的全新的检测基因编辑工具脱靶技术。该技术可精准客观地评估基因编辑工具的脱靶率。该研究于3月1日在线发表于《科学》。

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