一窥微观世界的生命律动 2022 Taiwan显微摄影竞赛颁奖典礼

＊本篇文章由元利仪器赞助，《科技报导》独立制作＊
除了肉眼所看到的人事物，你是否曾好奇过微观世界里的景色？显微摄影（micrography）是一种利用配置在显微镜上的摄影装置，使微小物件能够因此被高倍放大成像的摄影技术。透过这些显微摄影技术拍摄出的显微照片（photomicrograph），我们就能观察到微小物件上的细节。
随着显微影像技术的进步，科学家逐渐可以观察到更细微、更清晰的微观世界。也让显微仪器在近年来成为重要的研究工具，显微摄影照片更是被广泛应用在各种科学研究上。不仅如此，随着台湾基础科学的发展，也有愈来愈多科学家尝试利用显微技术，期望能解开科学的未解之谜。

结合百年文化的大稻埕

让科学影像走入人群为了让科学家能够跨越传播的鸿沟，使大众了解科学家眼下的微观世界，元利仪器於去（2021）年开始在台湾 举办了「Taiwan显微摄影竞赛」，期望微观世界的生命律动可以不只呈现在科学家面前，社会大众也能有机会一睹科学家在显微镜底下捕捉到的每一刻，让科学和生活不再有距离，也能更加贴近大众。
延续去年的传统，今（2022）年第二届Taiwan显微摄影竞赛在9月初截止收件，今年的投稿件数突破去年，有超过百幅优秀作品投件。在评审团的审慎评选下，最终选出金奖一名（林亚慧）、银奖一名（刘明浩），以及八名优选得主（Uday Kumar、邱涵、郭玮庭、施尚武、简俊伊、李建佑、Ansar Ali、王俐文），并在10月公布得奖名单，於上（11）月5号在OLYMPUS PLAZA TAIPEI大稻埕旗舰店举办颁奖典礼。

让科学引领生活美学

在颁奖典礼现场除了展出本届10位得奖者的优秀作品外，元利仪器协理蔡旻莳也在致词时表示，这些得奖作品将在此场地进行为期一个月的展出，期望大众在这个充满古色古香的大稻埕吃吃喝喝之余，也能够停下脚步走进来参观，看看科学家们如何透过显微镜下的微观视野诉说科学故事。 清华大学脑科学研究中心主任兼评审团总召集人江安世则表示，数位摄影突飞猛进的发展让科学家得以透过这些精密仪器获得重要研究成果，「数位显微摄影的作品除了在科学上带给我们重要的科学讯息外，这些原创、创新的摄影作品的目的是希望跟大家一起欣赏、分享美丽的事物。」他也期许明年可以看到更多人的作品，更期待未来能在此竞赛中看到台湾对科学独有的监赏力。

从一颗细胞观看世界

目前就读清华大学生医工程与环境科学系、朱丽安实验室的博士生林亚慧是这次获得金奖的得主，得奖作品「须弥芥子」是一颗由人的体细胞诱导出来的干细胞，经过培养後形成的类器官（organoid），利用绿色、 红色、蓝色萤光分别染上神经元、轴突、细胞核（图 一）。林亚慧表示，这张图片背後的科学意义是为了研究思觉失调症（schizophrenia）病患大脑的早期发育， 「现在我们已经知道思觉失调症是在胚胎发育时期的突变造成，可是事实上是青少年时期才会发病，所以从病患婴儿到青少年这段潜伏期时间，大脑到底发生什麽事情？我们想知道，而类器官就是一个很适合用来研究器质性疾病〔注〕的载体。」

〔注〕器质性疾病是指脑部直接或间接遭受损害，进而影响脑部正常功能所引起的精神异常表现。

顺着展场方向往内走，看到银奖作品「最佳鳞演」的第一眼，映入眼帘的一片片相互堆叠且红黄相间 的花瓣或鳞片。但走近一看，才发 现它其实是一张捕捉血斑型迁粉蝶 （Catopsilia pomona f. catilla）鳞粉组成世界的显微摄影作品（图 二）。而拍摄出这张照片的，则是任职於暨南国际大学通识教育中心自然科学组的助理教授刘明浩，作品简介上写着「在显微的世界里，举办的脑科学展「脑宇宙的美丽境地：江安世教授的探 索之旅」，并安排江安世带领与会人士一同参访。翅脉分歧处鳞粉的镶嵌显得乱中有序」，更是让人惊叹显微摄影的进步和世界万物的美妙。

元利仪器协理蔡旻莳在颁奖典礼当天上台致词。

2022 Taiwan 显微摄影竞赛得奖者与颁奖人共同合影。

除了金奖和银奖之外，本届得奖作品更汇聚了不同领域的显微摄影成果，拍摄的物件从细胞、动物到植物都有，有以鱼类，如斑马鱼（Danio rerio）、鱼鳃为摄影主题的作品；也有以神经细胞、肠道组织、甚至是植物阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）等为摄影主题的作品。而竞赛中使用的摄影设备也十分多元，除了呈现出不同样貌的科学之美外，也意味着显微摄影技术已成为学术研究上不可或缺的重要工具。
本次举办显微摄影竞赛摄影作品的展场二楼也别有洞天。在当天的颁奖典礼上，主办单位带领着与会人士一同上到旗舰店二楼，里头展示着由元利仪器与清大合作举办的脑科学展「脑宇宙的美丽境地：江安世教授的探索之旅」，并安排江安世带领与会人士一同参访。

图一：金奖为林亚慧所拍摄的「须弥芥子」，获得奖金五万元与 Olympus CX23 显微镜。

解码人类大脑的三大关键观测技术

作为人体最精密也最复杂的器官，脑科学一直是人们亟欲探究的目标。不过，大脑中错综复杂的神经网络一直是阻碍科学家研究大脑的关键，更是一项科学难题。为 了探究大脑科学，全世界科学家无不为此努力开发相关技术。
时至今日，我们已经知道若想探索脑科学、对脑有更多了解的三大关键技术分别是萤光标定、FocusClearTM技术、超解析显微镜。有趣的是，这三项技术的发明或推展都与江安世相关。萤光标定让科学家得以观察活细胞内的各种作用，有利於观察细胞内的分子和胞器，然而在江安世和研究团队的努力下，能透过修饰自发性闪烁萤光分子的结构，解决透光率差和萤光蛋白分布不均等问题，有效提升观测的解析度和深度。

图二：摄影类组银奖，由刘明浩所拍摄的作品「最佳鳞演」获得。

图二：摄影类组银奖，由刘明浩所拍摄的作品「最佳鳞演」获得。

不仅如此，为了探究大脑科学与对科学知识的向往，江安世更是早在20年前就发明了能让组织器官透明化的 FocusClear^TM技术。有了这项技术，让我们不需要进行组织切片也可以看清楚整个组织或器官检体，进一步获得更全面性的资讯。再加上江安世近年来与中央研究院应用科学研究中心副研究员陈壁彰合作发明的超解析显微镜「透化层光定位显微镜」，能够产生更快速、大面积、高解析的影像，降低研究大脑的难度。

江安世带领与会人士一同参访位於二楼的脑科学展。

此展览除了展示透过江安世自制的FocusClearTM试剂而整个变透明的小鼠小脑检体外（图三左），也展示着透过FocusClearTM试剂并以共轭焦显微镜剖析果蝇的神经网路进行取像的FlyCircuit水晶脑（图四）。「FlyCircuit」，是江安世带领清华大学脑科学研究中心与国家高速网路与计算中心共同於2010年发表、全球首创三维高解析的「果蝇全脑神经网络图谱」影像资料库。当年美国《纽约时报》（The New York Times）更以 「解码人脑求助果蝇」为标题，全版刊登江安世教授的研究，更认为这项发现将是解码人类大脑的起始（图三右）。

图三：透过FocusClear^TM 试剂变透明的小鼠小脑检体（左）及2010年报导江安世「果蝇全脑神经网络图谱」研究的《纽约时报》（右）。

图四：FlyCircuit 水晶脑，以高解析影像重组果蝇脑中嗅觉讯息神经传递的空间对应。

江安世在参访时也表示，这个展览除了带领我们藉由观察大脑中基因的表现，并了解大脑的基础运作外，最终更希望能让我们理解整个大脑中的资讯是如何互相传递。所以目前研究团队也开始使用超解析显微镜，尝试重组果蝇的脑神经网路，「这个实验现在正在跟全世界的研究团队赛跑当中，换句话说我们正共同在做人类有历史以来最完整的大脑神经网路结构，期望透过这个实验对大脑有更多了解」。未来更希望能进一步理解人的大脑如何接收外界资讯、收到的资讯在大脑中如何流动、学习、记忆等，全面性的认识我们未曾所见的「脑宇宙」。