膜生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所、清華大學(xué)、北京大學(xué)）程和平院士團(tuán)隊(duì)研制成功了新一代高速高分辨微型化雙光子熒光顯微鏡，獲取了小鼠自由行為過(guò)程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動(dòng)清晰、穩(wěn)定的圖像。

　　新一代微型化雙光子熒光顯微鏡體積小，僅重2.2 克，適于佩戴在小動(dòng)物頭部顱窗上，實(shí)時(shí)記錄數(shù)十個(gè)神經(jīng)元、上千個(gè)神經(jīng)突觸的動(dòng)態(tài)信號(hào)。在大型動(dòng)物上，還可望實(shí)現(xiàn)多探頭佩戴、多顱窗不同腦區(qū)的長(zhǎng)時(shí)程觀測(cè)。相比單光子激發(fā)，雙光子激發(fā)具有良好的光學(xué)斷層、更深的生物組織穿透等優(yōu)勢(shì)，其橫向分辨率達(dá)到0.65μm，成像質(zhì)量可與商品化大型臺(tái)式雙光子熒光顯微鏡相媲美，優(yōu)于目前該領(lǐng)域內(nèi)主導(dǎo)的、美國(guó)腦科學(xué)計(jì)劃研發(fā)的微型化寬場(chǎng)顯微鏡。該顯微鏡采用雙軸對(duì)稱高速微機(jī)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)鏡掃描技術(shù)，具備多區(qū)域隨機(jī)掃描和每秒1 萬(wàn)線的線掃描能力，首次采用了微型雙光子顯微鏡對(duì)腦科學(xué)領(lǐng)域最廣泛應(yīng)用的指示神經(jīng)元活動(dòng)的熒光探針（如GCaMP6）技術(shù)，解決了動(dòng)物的活動(dòng)和行為由于熒光傳輸光纜拖拽所干擾的難題。

　　相關(guān)成果于2017年5 月29 日在線發(fā)表于自然雜志子刊Nature Methods和Protocol Exchange，已申請(qǐng)多項(xiàng)專利。新一代微型化雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)的成功研制彰顯了膜生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域先期布局的前瞻性。微型化雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)將為實(shí)現(xiàn)“分析腦、理解腦、模仿腦”的戰(zhàn)略目標(biāo)發(fā)揮重要作用。

　　新一代微型化雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)的成功研制是國(guó)家重大科研儀器研制專項(xiàng)的一個(gè)碩果。目前，該研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在領(lǐng)銜建設(shè)“多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像”十三五國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，積極參與即將啟動(dòng)的中國(guó)腦科學(xué)計(jì)劃。