由北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所牽頭，聯(lián)合北大信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院電子學(xué)系、工學(xué)院以及中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院等組成的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)，在Nature Methods在線發(fā)表題為“Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane, and long-term brain imaging”的文章。文中報(bào)道了第二代微型化雙光子熒光顯微鏡FHIRM-TPM 2.0（見(jiàn)圖)，其成像視野是該團(tuán)隊(duì)于2017年發(fā)布的第一代微型化顯微鏡的7.8倍，同時(shí)具備三維成像能力，獲取了小鼠在自由運(yùn)動(dòng)行為中大腦三維區(qū)域內(nèi)上千個(gè)神經(jīng)元清晰穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)功能圖像，并且實(shí)現(xiàn)了針對(duì)同一批神經(jīng)元長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的追蹤記錄。 `NIb?/!f  
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目前，世界各國(guó)的腦科學(xué)研究如火如荼，中國(guó)的腦計(jì)劃也即將啟動(dòng)。其中，關(guān)于全景式解析腦連接圖譜和功能動(dòng)態(tài)圖譜的研究成為重點(diǎn)研究方向，而如何打破尺度壁壘，融合微觀神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動(dòng)與大腦整體的信息處理和個(gè)體行為信息，是領(lǐng)域內(nèi)亟待解決的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。 cXq9k!I%  
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在國(guó)家自然科學(xué)基金委重大科研儀器研制專項(xiàng)“超高時(shí)空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統(tǒng)”的支持下，該團(tuán)隊(duì)于2017年成功研制了新型微型化雙光子顯微鏡，取名為FHIRM-TPM。其探頭僅重2.2克，適于佩戴在小動(dòng)物頭部顱窗上，首次獲取了小鼠在自由行為過(guò)程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖像。該成果獲得了中國(guó)科技部評(píng)選的2017年度“中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”，同時(shí)與其他自由運(yùn)動(dòng)成像技術(shù)被Nature Methods雜志評(píng)為2018年度方法——“無(wú)限制行為動(dòng)物成像”。 9<gW~ s>  
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通過(guò)對(duì)微型光學(xué)系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)，F(xiàn)HIRM-TPM 2.0成像視野擴(kuò)大至420×420平方微米，微型物鏡的工作距離擴(kuò)展至1毫米，以實(shí)現(xiàn)非侵入式成像；嵌入了可拆卸的快速軸向掃描模塊，實(shí)現(xiàn)了180微米深度的三維體成像和多平面快速切換的實(shí)時(shí)成像。該模塊由一個(gè)快速的電動(dòng)變焦透鏡和一對(duì)中繼透鏡組成，在不同深度成像時(shí)保持放大倍率恒定。其中，變焦模塊重量1.8克，研究人員可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求自由拆卸。此外，新版微型化成像探頭還可整體即時(shí)拔插，極大地簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作，避免了長(zhǎng)周期實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)動(dòng)物的干擾。在重復(fù)裝卸探頭跟蹤同一批神經(jīng)元時(shí)，視場(chǎng)旋轉(zhuǎn)角小于0.07弧度，邊界偏差小于35微米。 \@@