千兆像素显微镜观察动物3D影像

一剪梅

近期，美国杜克大学的研究人员研发 了一种新版本的多相机阵列显微镜（MCAM）， 它能够以千兆像素级的清晰度记录微观世 界的3D视觉信息。它可以记录数十条斑马鱼自由游动的3D影像，还可以清晰记录下 果蝇活动的各种细节。目前，最新版本的 MCAM有54个镜头，分辨率非常高。MCAM能进行3D测量，在较小的尺度上提供更多细 节，几分钟的记录就可以产生大量数据。 这得益于他们开发出新的算法，这种算法 将物理学与机器学习相结合，融合来自所 有摄像机的视频流，并跨空间和时间恢复 3D信息。

这项发明已经被应用于多项研究中。 杜克大学的一个科研团队利用MCAM研究动 物从受精卵到成年的发育过程。在以前的 研究中，研究人员采用麻醉方法对发育中 的鱼进行激光测量。在MCAM的帮助下，研 究人员可以不用麻醉就能获得这些测量值。另外，美国加州大学旧金山分校的研 究人员在研究用于神经活性药物试验的斑 马鱼时，也使用了MCAM。研究人员利用 MCAM可以观察到不同药物导致的行为变 化，希望发现新的治疗方法或了解现有治 疗方法的效果。MCAM的3D全方位视图，全 面记录了斑马鱼的各种动作。

除了在实验中追踪斑马鱼等小动物 外，研究人员希望这项工作能够进行更大 规模的自动化研究。例如，MCAM可以观察 384孔板中进行的药物实验，并细致地记录 结果。研究人员说：“现代实验室每天都 变得越来越自动化，现在无需人手接触即 可填充和维护大量孔板，庞大的数据量需 要新技术的介入，这些新技术可以帮助自 动跟踪和捕获结果。”

目前，还有机构正在使用这项技术对 艺术品、收藏品以及奢侈品进行“指纹识 别”，以防止偽造和欺诈。