清华戴琼海团队在 Nature 发表 1 克重无线介观显微镜 Airscope

10月19日清华大学戴琼海院士团队联合解放军总医院戴朴团队在《Nature》发表成果。无线介观显微镜Airscope

重量仅1克

，6毫米视场实现单细胞分辨率，自由活动小鼠皮层活动直接无线成像。脑机接口拼神经信号编码解码，前提是先看见自然行为下的多脑区协同。传统双光子显微镜需固定小鼠或拖线缆，头戴微型显微镜视场不足1毫米。Airscope把介观成像从台式机

压到小鼠头顶。

光学系统采用四片非球面镜片加Chevalier结构，

光学总长缩短65%

，中心分辨率4微米，边缘6微米。200万像素传感器以12.5Hz出图，原始数据流约30MB/s。芯片端集成编码器压缩25倍，通过Wi-Fi传出，整机功耗0.6瓦。1.73克锂聚合物电池支持连续记录20分钟以上，磁吸更换两秒完成。不含电池重量1克，比同类设备轻30%。磁吸式电池设计将负重均摊在脊髓交界处，

总载荷约2.7克

，处于小鼠自然觅食容忍极限内，小鼠爬绳钻管行为指标与无佩戴组无差异。

记录通量刷新无线头戴设备上限。单只小鼠跨14个脑区同步记录

8500多个神经元

，规模达现有无线系统25倍。同一记录位点稳定

维持200天以上

，与双光子显微镜交叉验证时间相关性0.82。团队开发SAM2Mice工具，基于SAM2与YOLO提示网络，多目标追踪准确率分别达0.979和0.958，处理速度快人工2400倍。五鼠同场实验无需重标重训。

科学实验展现神经解码潜力。5平方米富集栖息地内，仅凭皮层活动用LSTM判断小鼠所处地形，

F1值0.91

。钻管测试显示双方未接触前，优势鼠与劣势鼠群体神经活动已分化，

单神经元信号预测胜负准确率81.8%

。脑脊髓联动实验同步记录皮层与脊髓T13、L1节段，脊髓横断后皮层响应近乎归零，皮层对脊髓钙动态预测R²达0.94。

对脑机接口产业价值在于

补底层数据闭环

。侵入式电极获取单神经元放电，但自然行为下多脑区协同、社会交互前神经状态、皮层-脊髓因果方向过去难同步采集。Airscope把行为-多脑区钙信号对齐到同一时间轴，为解码模型提供干净神经表征。

整机成本低于100美元

，模块化设计可结合GRIN透镜观察深层区域，已具备小规模量产条件。国产路径先把科研仪器成本打下来，为脑机接口数据集建设提供基础设施。

脑机接口舆论场总在卷通道数和首例植入，底层观测工具开源降本后数据壁垒先垮一层。清华这枚1克显微镜不解决电极长期稳定性，不替代三类证，但把自然行为下大规模神经记录从少数实验室特权变成

可复用平台

。

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