Logros del personaje de Luo Qingming
1. Investigación sobre óptica tisular e imagen molecular óptica
Luo Qingming comenzó a estudiar la teoría y la aplicación médica de la interacción entre el láser y el tejido biológico en 1989, simulando reglas de transmisión de fotones en diferentes tejidos biológicos. Para lograr una simulación precisa, se estudió un conjunto de datos de estructura tridimensional del cuerpo humano digital de alta resolución. Después de una exploración a largo plazo, se propuso la idea de utilizar una matriz digital tridimensional para segmentar y describir tejidos biológicos irregulares para lograr una simulación cuantitativa de alta resolución de la transmisión de luz.
Financiado por el proyecto clave de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China "Problemas termofísicos en medicina clínica", se exploraron la respuesta térmica y el mecanismo de daño del tejido coagulado durante el tratamiento con láser. Con el apoyo del proyecto 863, se diseñaron e implementaron un dispositivo de imágenes ópticas de fluorescencia de cuerpo entero para animales pequeños y un sistema de tomografía de fluorescencia de modo dual para animales pequeños.
Se construyó una sonda funcional molecular óptica codificada genéticamente y un sistema complementario de fluorescencia bimolecular de infrarrojo lejano que puede usarse en células vivas de mamíferos. Propuso e implementó un escaneo acústico-óptico con láser de femtosegundo con compensación simultánea de la dispersión temporal y espacial, y estableció un dispositivo de imágenes de microscopía de dos fotones de escaneo aleatorio rápido, que ha sido utilizado por sus pares.
Las imágenes ópticas pueden obtener datos de medición en diferentes niveles de sistemas biológicos, desde moléculas, células hasta tejidos y órganos, y utilizar ideas de biología de sistemas para extraer información de los datos de medición para construir modelos y formar conocimiento. Luo Qingming dirigió el equipo de investigación y, después de años de exploración, utilizó el método de análisis del equilibrio de flujo para establecer una plataforma de software que simula el comportamiento de la red metabólica, integrando información funcional en diferentes niveles a nivel molecular, celular y tisular. Se descubrió que cuando el metabolismo energético se ve alterado por la isquemia, las células del miocardio no siguen el "principio de eficiencia energética" convencional, sino que mantienen un estado de "regulación metabólica mínima" tanto como sea posible, lo que explica con éxito los resultados clínicos relevantes. Los resultados de la investigación se publicaron en revistas como Molecular Systems Biology.
Resultados de investigación relevantes "Investigación sobre varias cuestiones clave en la teoría de imágenes ópticas de tejidos" ganaron el segundo premio de la provincia de Hubei "Construcción y visualización de un conjunto de datos estructurales tridimensionales digitales del cuerpo humano de alta resolución" ganó el primero Premio al Progreso Científico y Tecnológico de la Provincia de Hubei "Investigación sobre la teoría de monitoreo dinámico y métodos de imágenes moleculares ópticas para la detección y evaluación de la eficacia de fármacos" ganó el primer premio del Premio Provincial de Ciencias Naturales de Hubei y "Microscopía de dos fotones de barrido aleatorio rápido con láser de femtosegundo dispositivo de imágenes" ganó el primer premio del Premio a la Invención Tecnológica del Ministerio de Educación, "Investigación sobre el mecanismo de imágenes ópticas con láser de femtosegundo con funciones biológicas"
El segundo es estudiar nuevas tecnologías y métodos de imágenes ópticas de función y estructura del cerebro
Durante la visita de Luo Qingming a los Estados Unidos (1995.6 -1997.2), propuso e implementó un método de imágenes funcionales del cerebro en el infrarrojo cercano basado en la detección multicanal y obtuvo una patente en los Estados Unidos. Estados. Sobre esta base, se obtuvieron más imágenes de mapeo óptico en el infrarrojo cercano de la actividad de la corteza motora humana y, después de que se publicaron los resultados de la colaboración, se realizaron utilizando imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI), como informó Science.
Luo Qingming (1997) fundó un grupo de investigación después de regresar a China en febrero y abrió las siguientes tres nuevas direcciones para la investigación del cerebro:
1. para dispersar la luz láser, la resolución espacial de las imágenes puntuales del flujo sanguíneo se incrementó 5 veces y la relación señal-ruido se incrementó 2 veces. Mientras se mantenía intacto el cerebro de la rata, se obtuvo información sobre la distribución del flujo sanguíneo cerebral y la estructura vascular. Se obtuvieron imágenes de alta resolución del flujo sanguíneo microcirculatorio en organismos vivos. Los resultados de la investigación se publican en Optics Letters, Optics Express, Journal of Biomedical Optics, Applied Optics, etc. Los resultados de patentes relevantes se encuentran en ensayos clínicos. "La investigación sobre la teoría y el método de obtención de imágenes ópticas funcionales de alta resolución de la corteza cerebral" ganó el primer premio del Premio Provincial de Ciencias Naturales de Hubei.
2. Después de más de diez años de exploración, llevamos al equipo de investigación a dominar el cultivo in vitro a largo plazo de redes neuronales y los métodos de procesamiento y adquisición de señales masivas multicanal, y obtuvimos múltiples conjuntos. de datos completos del patrón de actividad del desarrollo neuronal.
El estudio encontró que la criticidad autoorganizada de las redes neuronales reales puede guiar a la red para que entre espontáneamente en un modo de regulación transitoria de transición continua, que puede usarse para predecir la tendencia de desarrollo del sistema nervioso y proporcionar una nueva perspectiva para revelar el mecanismo intrínseco. del desarrollo neuronal. Los hallazgos se publican en Scientific Reports.
3. Desde 2002, ha dirigido el equipo de investigación para explorar nuevas tecnologías y métodos para obtener imágenes ópticas de alta resolución de estructuras de todo el cerebro. Se estableció un mapa estructural tridimensional submicrónico completo del cerebro de rata y el artículo se publicó en Science en febrero de 2010. Resuelve una serie de cuestiones clave, como la obtención de imágenes ópticas de corte rápido de alta resolución, el etiquetado óptico a nivel de centímetros de cerebros completos de ratas y la construcción de conjuntos de datos tridimensionales de alta resolución. Propuso una solución para reemplazar las imágenes de transmisión tradicionales con imágenes de reflexión, superó el antiguo problema técnico de "charla" en las imágenes de corte ultradelgadas, rápidas y de alta resolución y desarrolló un sistema con derechos de propiedad intelectual independientes. Una reseña distribuida por Science afirma que “un equipo de investigación de China ha trabajado arduamente para crear el mapa tridimensional más detallado de las conexiones neuronales de todo el cerebro de un ratón hasta la fecha… Los datos proporcionados y el nuevo instrumento automático de adquisición de mapas cerebrales proporcionarán investigaciones futuras. "Fundamento importante... Este nuevo proyecto de mapeo cerebral es similar al trabajo reciente de otras unidades, pero no alcanza el nivel de sofisticación de los resultados de la investigación china". El equipo de investigación dirigido por el profesor Luo Qingming completó la tesis de forma independiente en la escuela sin unidades cooperativas. "Science Express" y "Nature China" informaron uno tras otro sobre los "Aspectos destacados". Este logro fue seleccionado entre los "Diez principales avances científicos en China en 2011".