近年来，脑科学研究逐渐成为大家关注的热点。俗话说，工欲善其事，必先利其器。若要更好的探索人类大脑，就必须有更先进的仪器与工具。目前,各国脑科学计划的一个核心方向就是打造用于全景式解析脑连接图谱和功能动态图谱的研究工具。其中,如何打破尺度壁垒,整合微观神经元和神经突触活动与大脑整体的活动和个体行为信息，是领域内亟待解决的一个关键挑战。 

早在2017年，自然杂志子刊 Nature Methods 上就发布了来自于中国在这方面的研究进展。该论文主要展示了新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜，以及通过该设备获取小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像。

该研究成果源自北京大学程和平院士主导的国家重大科研仪器设备研制专项项目——《超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统》，并被评为“2017年中国科技十大进展”。

 程和平是中国科学院院士、北京大学分子医学研究所教授、原美国 NIH老年研究所终身资深研究员、教育部"长江学者"、国家杰出青年科学基金获得者、2005年与同仁共同创建"北京大学分子医学研究所"、2007受聘为心脏973项目首席科学家、2009年获教育部"长江学者成就奖"、国家基金委重大仪器项目负责人、国家十三五"多模态跨尺度生物医学成像设施"首席科学家。

程院士同时也是北京超维景生物科技有限公司（以下简称：超维景）的创始人。超维景专注于高端生物医学成像装备的研发、生产和销售，企业核心成员由院士以及北京大学生物学、医学、物理学和生理学等多学科背景的专家组成。

长期以来，在自由行为动物中获得树突棘水平的神经元图像是科学家们梦寐以求的目标。为了实现这一目标，必须将显微镜佩戴在自由运动的动物头部，既能高分辨率地观察亚细胞级的结构和功能变化，又不干扰动物的正常行为。

 2017年超维景自主研发的FHIRM-TPM微型化双光子显微成像系统，实现了活细胞的实时动态高分辨率成像，是世界成像领域的重大突破，开启了脑科学研究新范式，被诺贝尔奖得主Edvard Moser教授称之为“研究大脑空间定位神经系统革命性的新工具”。

该显微镜仅重2.2 g，适于佩戴在动物的头部，用于在觅食、哺乳、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下，以及在学习过程中，长时程观察神经突触、神经元、神经网络、远程连接的脑区等多尺度、多层次动态变化。

今年1月，继第一代微型化双光子显微镜在全球首次获取了小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动的动态图像后，超维景通过对微型光学系统的重新设计，成功研制了第二代产品。其成像视野更大，工作距离更远，操作简便，并具备实时三维成像能力，可在自由运动的小鼠上对大脑三维区域内上千个神经元进行清晰稳定的动态成像，并且实现了针对同一批神经元长达一个月的追踪记录。该成果于2021年1月6日在线发表于Nature Methods上。

目前，世界各国的脑科学研究如火如荼，中国的脑计划也已正式启动，推动我们对大脑基本规律的理解，利用神经科学的基础研究成果来造福社会。根据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》，我国脑科学与类脑研究将以脑认知原理解析、脑介观神经联接图谱绘制、脑重大疾病机理与干预研究等方向作为重点。超维景以自主创新的核心技术，将继续为我国的脑科学研究做出重要贡献。

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