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＊本篇文章由元利儀器贊助，《科技報導》獨立製作＊

除了肉眼所看到的人事物，你是否曾好奇過微觀世界裡的景色？顯微攝影（micrography）是一種利用配置在顯微鏡上的攝影裝置，使微小物件能夠因此被高倍放大成像的攝影技術。透過這些顯微攝影技術拍攝出的顯微照片（photomicrograph），我們就能觀察到微小物件上的細節。

隨著顯微影像技術的進步，科學家逐漸可以觀察到更細微、更清晰的微觀世界。也讓顯微儀器在近年來成為重要的研究工具，顯微攝影照片更是被廣泛應用在各種科學研究上。不僅如此，隨著臺灣基礎科學的發展，也有愈來愈多科學家嘗試利用顯微技術，期望能解開科學的未解之謎。

結合百年文化的大稻埕

讓科學影像走入人群為了讓科學家能夠跨越傳播的鴻溝，使大眾了解科學家眼下的微觀世界，元利儀器於去（2021）年開始在臺灣 舉辦了「Taiwan顯微攝影競賽」，期望微觀世界的生命律動可以不只呈現在科學家面前，社會大眾也能有機會一睹科學家在顯微鏡底下捕捉到的每一刻，讓科學和生活不再有距離，也能更加貼近大眾。

延續去年的傳統，今（2022）年第二屆Taiwan顯微攝影競賽在9月初截止收件，今年的投稿件數突破去年，有超過百幅優秀作品投件。在評審團的審慎評選下，最終選出金獎一名（林亞慧）、銀獎一名（劉明浩），以及八名優選得主（Uday Kumar、邱涵、郭瑋庭、施尚武、簡俊伊、李建佑、Ansar Ali、王俐文），並在10月公布得獎名單，於上（11）月5號在OLYMPUS PLAZA TAIPEI大稻埕旗艦店舉辦頒獎典禮。

讓科學引領生活美學

在頒獎典禮現場除了展出本屆10位得獎者的優秀作品外，元利儀器協理蔡旻蒔也在致詞時表示，這些得獎作品將在此場地進行為期一個月的展出，期望大眾在這個充滿古色古香的大稻埕吃吃喝喝之餘，也能夠停下腳步走進來參觀，看看科學家們如何透過顯微鏡下的微觀視野訴說科學故事。 清華大學腦科學研究中心主任兼評審團總召集人江安世則表示，數位攝影突飛猛進的發展讓科學家得以透過這些精密儀器獲得重要研究成果，「數位顯微攝影的作品除了在科學上帶給我們重要的科學訊息外，這些原創、創新的攝影作品的目的是希望跟大家一起欣賞、分享美麗的事物。」他也期許明年可以看到更多人的作品，更期待未來能在此競賽中看到臺灣對科學獨有的鑑賞力。

從一顆細胞觀看世界

目前就讀清華大學生醫工程與環境科學系、朱麗安實驗室的博士生林亞慧是這次獲得金獎的得主，得獎作品「須彌芥子」是一顆由人的體細胞誘導出來的幹細胞，經過培養後形成的類器官（organoid），利用綠色、 紅色、藍色螢光分別染上神經元、軸突、細胞核（圖 一）。林亞慧表示，這張圖片背後的科學意義是為了研究思覺失調症（schizophrenia）病患大腦的早期發育， 「現在我們已經知道思覺失調症是在胚胎發育時期的突變造成，可是事實上是青少年時期才會發病，所以從病患嬰兒到青少年這段潛伏期時間，大腦到底發生什麼事情？我們想知道，而類器官就是一個很適合用來研究器質性疾病〔註〕的載體。」

〔註〕器質性疾病是指腦部直接或間接遭受損害，進而影響腦部正常功能所引起的精神異常表現。

順著展場方向往內走，看到銀獎作品「最佳鱗演」的第一眼，映入眼簾的一片片相互堆疊且紅黃相間 的花瓣或鱗片。但走近一看，才發 現它其實是一張捕捉血斑型遷粉蝶 （Catopsilia pomona f. catilla）鱗粉組成世界的顯微攝影作品（圖 二）。而拍攝出這張照片的，則是任職於暨南國際大學通識教育中心自然科學組的助理教授劉明浩，作品簡介上寫著「在顯微的世界裡，舉辦的腦科學展「腦宇宙的美麗境地：江安世教授的探 索之旅」，並安排江安世帶領與會人士一同參訪。翅脈分歧處鱗粉的鑲嵌顯得亂中有序」，更是讓人驚嘆顯微攝影的進步和世界萬物的美妙。

元利儀器協理蔡旻蒔在頒獎典禮當天上臺致詞。

2022 Taiwan 顯微攝影競賽得獎者與頒獎人共同合影。

除了金獎和銀獎之外，本屆得獎作品更匯聚了不同領域的顯微攝影成果，拍攝的物件從細胞、動物到植物都有，有以魚類，如斑馬魚（Danio rerio）、魚鰓為攝影主題的作品；也有以神經細胞、腸道組織、甚至是植物阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）等為攝影主題的作品。而競賽中使用的攝影設備也十分多元，除了呈現出不同樣貌的科學之美外，也意味著顯微攝影技術已成為學術研究上不可或缺的重要工具。

本次舉辦顯微攝影競賽攝影作品的展場二樓也別有洞天。在當天的頒獎典禮上，主辦單位帶領著與會人士一同上到旗艦店二樓，裡頭展示著由元利儀器與清大合作舉辦的腦科學展「腦宇宙的美麗境地：江安世教授的探索之旅」，並安排江安世帶領與會人士一同參訪。

圖一：金獎為林亞慧所拍攝的「須彌芥子」，獲得獎金五萬元與 Olympus CX23 顯微鏡。

解碼人類大腦的三大關鍵觀測技術

作為人體最精密也最複雜的器官，腦科學一直是人們亟欲探究的目標。不過，大腦中錯綜複雜的神經網絡一直是阻礙科學家研究大腦的關鍵，更是一項科學難題。為 了探究大腦科學，全世界科學家無不為此努力開發相關技術。

時至今日，我們已經知道若想探索腦科學、對腦有更多了解的三大關鍵技術分別是螢光標定、FocusClearTM技術、超解析顯微鏡。有趣的是，這三項技術的發明或推展都與江安世相關。螢光標定讓科學家得以觀察活細胞內的各種作用，有利於觀察細胞內的分子和胞器，然而在江安世和研究團隊的努力下，能透過修飾自發性閃爍螢光分子的結構，解決透光率差和螢光蛋白分布不均等問題，有效提升觀測的解析度和深度。

圖二：攝影類組銀獎，由劉明浩所拍攝的作品「最佳鱗演」獲得。

圖二：攝影類組銀獎，由劉明浩所拍攝的作品「最佳鱗演」獲得。

不僅如此，為了探究大腦科學與對科學知識的嚮往，江安世更是早在20年前就發明了能讓組織器官透明化的 FocusClear^TM技術。有了這項技術，讓我們不需要進行組織切片也可以看清楚整個組織或器官檢體，進一步獲得更全面性的資訊。再加上江安世近年來與中央研究院應用科學研究中心副研究員陳壁彰合作發明的超解析顯微鏡「透化層光定位顯微鏡」，能夠產生更快速、大面積、高解析的影像，降低研究大腦的難度。

江安世帶領與會人士一同參訪位於二樓的腦科學展。

此展覽除了展示透過江安世自製的FocusClearTM試劑而整個變透明的小鼠小腦檢體外（圖三左），也展示著透過FocusClearTM試劑並以共軛焦顯微鏡剖析果蠅的神經網路進行取像的FlyCircuit水晶腦（圖四）。「FlyCircuit」，是江安世帶領清華大學腦科學研究中心與國家高速網路與計算中心共同於2010年發表、全球首創三維高解析的「果蠅全腦神經網絡圖譜」影像資料庫。當年美國《紐約時報》（The New York Times）更以 「解碼人腦求助果蠅」為標題，全版刊登江安世教授的研究，更認為這項發現將是解碼人類大腦的起始（圖三右）。

圖三：透過FocusClear^TM 試劑變透明的小鼠小腦檢體（左）及2010年報導江安世「果蠅全腦神經網絡圖譜」研究的《紐約時報》（右）。

圖四：FlyCircuit 水晶腦，以高解析影像重組果蠅腦中嗅覺訊息神經傳遞的空間對應。

江安世在參訪時也表示，這個展覽除了帶領我們藉由觀察大腦中基因的表現，並了解大腦的基礎運作外，最終更希望能讓我們理解整個大腦中的資訊是如何互相傳遞。所以目前研究團隊也開始使用超解析顯微鏡，嘗試重組果蠅的腦神經網路，「這個實驗現在正在跟全世界的研究團隊賽跑當中，換句話說我們正共同在做人類有歷史以來最完整的大腦神經網路結構，期望透過這個實驗對大腦有更多了解」。未來更希望能進一步理解人的大腦如何接收外界資訊、收到的資訊在大腦中如何流動、學習、記憶等，全面性的認識我們未曾所見的「腦宇宙」。