大腦擁有860億個神經元，每個神經元可與萬個同類建立連接，控制我們的認知、溝通、決策、運動等等生理、心理功能，科學家一直致力於探索其運作機制。香港科技大學工學院電子及計算機工程學系教授瞿佳男團隊，開發出“數字復用交點感測與整形”（簡稱“MD-FSS”）的腦成像技術，以近乎無創方式對清醒狀態下的實驗小鼠大腦進行高分辨率圖像掃描，科學家能直接觀察大腦在自然運作狀態下的組織活動，為神經科學、藥物研發等研究開闢全新路徑。

掃描效果更勝磁力共振腦電圖

該技術基於團隊2022年的「類比鎖相相位檢測焦點感測與整形」技術進一步開發而成，具備高精度和高矯正階數的優勢，以亞細胞級解析度觀測腦部深層組織。瞿佳男表示，“要理解大腦工作機理，必須看到活體在自然狀態下的真實活動。”“MD-FSS”毋須對實驗動物實施麻醉，科學家能直接觀察其大腦在自然運作狀態下的組織活動。

瞿佳男解釋，現有腦成像技術，如磁力共振、腦電圖、正電子發射斷層掃描等等分辨率不夠，僅達圓珠筆芯頭大小，無法符合需求。“要看到大腦神經元之間的互動，分辨率必須要達到髮絲1/10的清晰度。”

瞿佳男表示，“MD-FSS”結合高分辨率的多光子顯微鏡技術，能清晰觀測單個神經元、免疫細胞乃至最微細的毛細血管供血情況；其次，配合“數位相位解調”，從高雜訊背景中精確提取微弱信號，進行解碼從而多方面構建出“自適應光學多光子顯微技術”。瞿佳男表示，“該技術分辨率比現有設備高數百倍至數千倍，而測量時間則縮短至0.1秒以內，較原有技術提升10倍以上，實時追蹤大腦動態，解決觀察過程中受顱骨阻擋導致圖像模糊‘霧裏看花’困境。”

神經科學及藥物研究新路向

瞿佳男指，“MD-FSS”不能應用在人身上，但憑藉該技術突破，神經科學家能運用前所未有的方式研究人類大腦（待確認）的快速活動、對大腦複雜的網絡互動、疾病演化，為學習、記憶、精神健康和神經疾病乃至藥物研究等領域發揮重要作用。

該技術的科研應用前景廣闊。據悉，團隊已與三位頂尖科學家開展合作，其中包括和科大校長、晨興生命科學教授葉玉如，研究40赫茲伽馬感覺刺激作為輕度至中度阿茲海默病的可能治療策略。此外，亦和科大生命科學部講座教授卜國軍合作研究年輕小鼠血液讓年老小鼠“返老還童”謎團。據悉，目前該技術已獲得多項專利，團隊計劃於明年啟動商業化。瞿佳男表示，香港擁有國際化優勢，若未來可依託粵港澳大灣區的產業資源，將激發更多潛力。