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香港大學(港大)工程學院電機電子工程系副教授及生物醫學工程課程主任謝堅文博士與加州大學伯克萊分校合作開發的新型光學腦部成像平台，獲美國國立衞生研究院BRAIN計畫超過$200萬美元的研究經費。

Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies（BRAIN）「使用先進革新型神經技術的人腦研究」計劃，由美國前任總統奧巴馬於2013年成立，以支持利用革新化技術的大腦研究。至2018年，美國國立衞生研究院（National Institutes of Health，NIH）已投放超過九億五千萬美元，資助超過550項研究。

NIH在2014年確立BRAIN計畫的發展方向及研究經費撥款的藍圖，其中一項名為「活動中的大腦」的焦點研究領域，旨在開發大規模神經元活動監測的新方法，以記錄大腦活動的動態圖像。

人類大腦的結構及功能極其複雜，單單是大腦的外部（大腦皮層）就有約100至200億個神經細胞（又稱神經元），神經元之間透過稱為「突觸」的接口交互連繫在一起，構成神經迴路（或神經網路）。不同的神經元在這些迴路中有不同形式的電學和化學活動，導致情緒、感知、想法、動作和記憶等行為活動。因此，記錄這些神經元活動的信號有助了解大腦的功能，為大腦的疾病和退化等提供更多線索。

記錄神經元活動，傳統技術是利用電極或微電極連接大腦組織，直接量度電訊號。儘管這項技術一直在改進，但其在測量信號的清晰度，以及過程中對腦部有一定侵入性方面，均存有局限。相比之下，近十年光學腦部成像技術快速發展，徹底革新了神經科學領域的研究。但要以達到單個神經元的精準度、非侵入性和系統性地捕捉和監控快速的神經元活動，仍然是非常大的挑戰。

謝堅文博士及研究團隊發明的「FACED新型激光掃描技術」(Free-space angular-chirp-enhanced delay)，利用一對平行的平面鏡（又名無窮鏡Infinity Mirror）的多重光反射原理，擺脫了使用機械操縱反光鏡掃描的速度限制，提高成像速度至少100倍。今次獲NIH支持，謝博士與加州大學伯克萊分校物理系Na Ji教授的合作團隊，會以FACED技術為基礎，構建新型高速光學腦部成像平台。謝博士解釋說: 「神經迴路內部活動的電訊號變化非常快，通常在毫秒級別，甚至更短，現有的光學成像技術的速度仍然不足以捕捉電訊號的動態，而FACED的高速掃描技術有望突破這個速度障礙。」

硏究團隊會採用現時最新基因調控技術，把神經元中的電學和化學活動，轉化成可被光學成像系統探測到的光訊號，再利用FACED結合光學（多光子）腦部成像概念以及最新的電腦科學運算的方法，以每秒超過1,000幀圖像的速度，記錄遍及活體大腦區域的神經元活動，特別是神經迴路中的電訊號。謝博士期望在未來三年之內可建立系統的初型，他說：「FACED作為新一代神經科學技術的基礎，可以提高目前神經科學研究的效率，有助我們對大腦運作的機制有更全面及突破性的了解。」

傳媒查詢：
香港大學電機電子工程系謝堅文博士 (電話: (852) 2857 8486; 電郵: tsia@eee.hku.hk ) 或
香港大學工程學院李美珊女士 (電話：3917 8519; 電郵：leecelia@hku.hk)