解析脑连接图谱和功能动态图谱是世界各国脑计划的一个重点研究方向，需要打造自由运动动物佩戴式显微成像类研究工具。

2月23日，北京超维景生物科技有限公司创始人——北京大学程和平院士及其团队在《 Nature Methods》 在线发表最新研究成果：利用重量仅为2.17克的微型化三光子显微镜，首次实现对自由行为中小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像，为揭示大脑深部结构中的神经机制开启了新的研究范式。

本项目得到科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、中国医学科学院医学与健康科技创新工程、国家重大科研仪器研制专项、科技部重点研发计划等经费支持。

突破成像深度极限

海马体在记忆巩固、空间记忆和情绪编码等方面起重要作用。但由于大脑组织特别是胼胝体对传播光束具有高散射特性，突破胼胝体实现大脑深层直接成像成为长期以来神经科学家面临的极大挑战。此前，国际上已知的微型化多光子显微镜均无法实现穿透全皮层直接对海马体进行无损成像。

此次新研制的微型化三光子显微镜采用全新的光学构型设计，突破了此前显微镜的成像深度极限。通过引入阿贝聚光镜结构，提高散射光的通透效率，降低损耗，散射荧光收集效率实现了成倍的提升。显微镜激发光路可穿透小鼠大脑皮层和胼胝体，实现对小鼠海马CA1亚区的直接观测记录，神经元钙信号最大成像深度可达1.2毫米，血管成像深度可达1.4毫米。而且，该款显微镜可以长时间、不间断连续观测神经元功能活动，且不产生明显的光漂白与光损伤。

探索生物领域应用

利用该显微镜，程和平院士团队研究了小鼠大脑顶叶皮层第六层神经元在抓取糖豆过程中的编码机制，发现约37%的神经元在抓取动作之前就开始活跃且在抓取时最活跃，约5.6%的神经元在抓取动作后开始活跃。“这显示出不同神经元参与了不同阶段的编码，也初步展示了微型化三光子显微镜在脑科学研究中的应用潜力。”程和平院士表示，这一成像技术为人类更深入探寻大脑的奥秘、揭秘脑功能连接图谱提供了重要工具。

推动技术成果转化

超维景是北京大学科技成果转化企业，技术源自北京大学国家生物医学成像科学中心，在程和平院士的带领下，致力于前沿生物医学成像技术的产业转化，为推动生命科学的研究与发展提供优质的、系统化的解决方案。

2017年，团队成功研制第一代微型化双光子显微镜，获取了小鼠在自由行为过程中大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像，被评为“中国科学十大进展”。

2021年，团队研制的第二代微型化双光子显微镜将成像视野扩大了7.8倍，具备获取大脑皮层上千个神经元功能信号的三维成像能力。

目前，公司已获得金科君创资本、中科创星、纳通集团等机构投资，产品被国内外众多知名科研机构用于脑神经的动态观测与研究。