八月二十日，实验里有一只小鼠，它身上装备了能够发射多种颜色光线的微型双光子显微镜，这是由新华社提供的图片
新华社北京8月21日电，记者魏梦佳报道，脑科学研究面临的关键挑战之一，在于精确记录大脑神经元和突触活动的实时情况，中国科研人员最近独立研发了一款新型多色微型双光子显微镜，该设备重量仅为2.6克，成功完成了自由活动小鼠大脑深处的高清彩色双光子成像，为深入理解大脑复杂功能提供了新的技术支持。
这项研究耗时四载完成，其成果于21日通过互联网在国际学术期刊《自然-方法》上发表。
双光子显微成像方法利用双光子效应产生荧光信号，属于非线性光学成像范畴，核心部件为空心光纤。该光纤借助内部特殊构造，能够束缚超快激光束并引导其行进，当激光束照射到标记有荧光物质的细胞时，即可获取荧光分布图谱。成像色彩会随激光波长的变化而不同。然而，以往的空心光纤仅能传导单波长超快激光，因此其多色成像性能受到制约。
8月20日，相关专家在北大未来技术学院实验室，为实验鼠实施荧光染料注入，此消息由新华社发布。
北京大学程和平、王爱民课题组与北京信息科技大学吴润龙课题组协同攻关，成功研发出一种新型超宽带空心光导线，该光导线具备损耗小、色散低等优势，能够传输700至1060微米范围内多种波长的飞秒激光脉冲，基于此技术进一步开发出能够进行多色成像的微型化双光子检测仪器。
这好比给大脑进行彩色实况转播，展示神经细胞与细胞器的动态变化情况。吴润龙指出，以往由于空心光纤性能的制约，只能借助显微镜观察单一类型的细胞。如今，不同种类的细胞都可以采用不同色彩的荧光进行标记，从而能够清晰地观察多种细胞之间的复杂互动，进而探究它们是如何协同工作的。
八月二十日，吴润龙右边站着学生，他们在北京大学未来技术学院实验室探讨多色微型化双光子显微镜的运用情况，此消息由新华社发布。
科研人员通过在罹患阿尔茨海默症的小白鼠脑部放置这种显微设备，首次实现了对神经细胞钙离子反应、线粒体钙离子变化以及斑块沉积情况的红绿蓝三色动态图像同步记录，同时还在病症初期发现了邻近斑块区域细胞与线粒体功能紊乱的迹象。
科研人员在小鼠大脑皮层820微米以下区域，成功探测到神经元钙离子活动并完成结构拍照，这一成果代表在不损伤脑组织的前提下，微型双光子显微镜实现了最深的成像记录。同时，该显微镜的镜头组件还能在宽广视野观察和高清晰度显微分析之间，实现平稳切换。
程和平，北京大学国家生物医学成像科学中心主任兼中国科学院院士指出，过去很长一段时间，采用多色荧光标记的无创深脑成像技术仅能借助大型台式仪器完成，不过该团队首次攻克了微型化双光子显微镜进行多色激发成像的技术瓶颈，从而为探索大脑复杂神经网络提供了革命性支持。往后，这项技术将在认识大脑思维规律、探究神经病症成因、检测神经药品效果以及构建神经通讯系统等方面拥有广阔的应用前景。
