近年來，腦科學研究逐漸成為大家關注的熱點。俗話說，工欲善其事，必先利其器。若要更好的探索人類大腦，就必須有更先進的儀器與工具。目前,各國腦科學計劃的一個核心方向就是打造用于全景式解析腦連接圖譜和功能動態圖譜的研究工具。其中,如何打破尺度壁壘,整合微觀神經元和神經突觸活動與大腦整體的活動和個體行為信息，是領域內亟待解決的一個關鍵挑戰。
早在2017年，自然雜志子刊 Nature Methods 上就發布了來自于中國在這方面的研究進展。該論文主要展示了新一代高速高分辨微型化雙光子熒光顯微鏡，以及通過該設備獲取小鼠在自由行為過程中大腦神經元和神經突觸活動清晰、穩定的圖像。
該研究成果源自北京大學程和平院士主導的國家重大科研儀器設備研制專項項目——《超高時空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統》，并被評為“2017年中國科技十大進展”。
程和平是中國科學院院士、北京大學分子醫學研究所教授、原美國 NIH老年研究所終身資深研究員、教育部"長江學者"、國家杰出青年科學基金獲得者、2005年與同仁共同創建"北京大學分子醫學研究所"、2007受聘為心臟973項目首席科學家、2009年獲教育部"長江學者成就獎"、國家基金委重大儀器項目負責人、國家十三五"多模態跨尺度生物醫學成像設施"首席科學家。
程院士同時也是北京超維景生物科技有限公司（以下簡稱：超維景）的創始人。超維景專注于高端生物醫學成像裝備的研發、生產和銷售，企業核心成員由院士以及北京大學生物學、醫學、物理學和生理學等多學科背景的專家組成。
長期以來，在自由行為動物中獲得樹突棘水平的神經元圖像是科學家們夢寐以求的目標。為了實現這一目標，必須將顯微鏡佩戴在自由運動的動物頭部，既能高分辨率地觀察亞細胞級的結構和功能變化，又不干擾動物的正常行為。
2017年超維景自主研發的FHIRM-TPM微型化雙光子顯微成像系統，實現了活細胞的實時動態高分辨率成像，是世界成像領域的重大突破，開啟了腦科學研究新范式，被諾貝爾獎得主Edvard Moser教授稱之為“研究大腦空間定位神經系統革命性的新工具”。
該顯微鏡僅重2.2 g，適于佩戴在動物的頭部，用于在覓食、哺乳、跳臺、打斗、嬉戲、睡眠等自然行為條件下，以及在學習過程中，長時程觀察神經突觸、神經元、神經網絡、遠程連接的腦區等多尺度、多層次動態變化。
今年1月，繼第一代微型化雙光子顯微鏡在全球首次獲取了小鼠在自由行為過程中大腦神經元和神經突觸活動的動態圖像后，超維景通過對微型光學系統的重新設計，成功研制了第二代產品。其成像視野更大，工作距離更遠，操作簡便，并具備實時三維成像能力，可在自由運動的小鼠上對大腦三維區域內上千個神經元進行清晰穩定的動態成像，并且實現了針對同一批神經元長達一個月的追蹤記錄。該成果于2021年1月6日在線發表于Nature Methods上。
目前，世界各國的腦科學研究如火如荼，中國的腦計劃也已正式啟動，推動我們對大腦基本規律的理解，利用神經科學的基礎研究成果來造福社會。根據《“十四五”規劃綱要和2035年遠景目標綱要》，我國腦科學與類腦研究將以腦認知原理解析、腦介觀神經聯接圖譜繪制、腦重大疾病機理與干預研究等方向作為重點。超維景以自主創新的核心技術，將繼續為我國的腦科學研究做出重要貢獻。
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