膜生物學(xué)國家重點實驗室(中國科學(xué)院動物研究所、清華大學(xué)、北京大學(xué))程和平院士團隊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程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動清晰、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，適于佩戴在小動物頭部顱窗上，實時記錄數(shù)十個神經(jīng)元、上千個神經(jīng)突觸的動態(tài)信號。在大型動物上，還可望實現(xiàn)多探頭佩戴、多顱窗不同腦區(qū)的長時程觀測。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，其橫向分辨率達到0.65μm，成像質(zhì)量可與商品化大型臺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、美國腦科學(xué)計劃研發(fā)的微型化寬場顯微鏡。該顯微鏡采用雙軸對稱高速微機電系統(tǒng)轉(zhuǎn)鏡掃描技術(shù)，具備多區(qū)域隨機掃描和每秒1 萬線的線掃描能力，首次采用了微型雙光子顯微鏡對腦科學(xué)領(lǐng)域最廣泛應(yīng)用的指示神經(jīng)元活動的熒光探針(如GCaMP6)技術(shù)，解決了動物的活動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，已申請多項專利。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)國家重點實驗室在生物醫(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。