受 "2023科学跨年之夜" 活动之邀，北京大学国家生物医学成像科学中心主任、多模态跨尺度生物医学成像设施首席科学家程和平院士，发表“看得见的生命健康”主题讲演，讲解微型化双光子显微镜如何助力脑科学研究取得突破、服务于人民生命健康。

 

 

微型化双光子显微镜

前世——活体脑成像利器

今生——承载医学检测变革希望

程和平

个人简介：

程和平，中国科学院院士，北京大学未来技术学院教授，北京大学国家生物医学成像科学中心主任，北京大学分子医学南京转化研究院院长，国家“十三五”重大科技设施“多模态跨尺度生物医学成像设施”首席科学家。

长期致力于钙信号、线粒体生物医学领域的研究，以及高端生物医学仪器的自主创制。主要学术贡献为 ① 发现“钙火花”（Calcium Spark），原始论文曾被誉为100多年来十篇最杰出的心肌研究论文之一； ② 发现线粒体“线粒体炫”（Mitoflash）现象，揭示其在能量代谢、学习记忆及衰老生物学中的信号功能；③率团队成功研发2.2克微型双光子显微镜，实现了在自由活动小鼠观察大脑神经元活动，开启脑科学研究的新范式。 曾获国际心脏学会“Research Achievement Award”(2016），首届“全国创新争先奖”（2017），国家自然科学奖二等奖 （2017），“2017年中国科学十大进展”，并入选 Nature Methods “2018年度方法”，何梁何利基金科学与技术进步奖（2020），九三学社北京市委成立70周年先进个人（2021），北京大学2021年度国华杰出学者奖（2021）等。

显微镜介绍：

第一代微型化双光子显微镜：

2017年，第一代微型化双光子显微镜研制成功。这是一款具有高时空分辨能力的微型化双光子显微镜，其探头仅有拇指大小，仅重2.2克，能够在小鼠自由运动情况下在体分辨单个的大脑神经元树突棘。这项成果被2014年诺贝尔生理学或医学奖得主Edvard Moser博士誉为“神经科学领域的革命性工具”，获得“2017年度中国科学十大进展”，入选Nature Methods杂志“2018年度方法”。

原文链接：https://doi.org/10.1038/nmeth.4305

第二代微型化双光子显微镜：

2021年，第二代微型化双光子显微镜研制成功。相比上一代显微成像探头，其成像视场扩大到了420×420×180μm³，具备高速轴向扫描功能，实现可插拔、多平面、长时程的神经元钙信号在体成像。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41592-020-01024-z

便携式双光子显微镜：

便携式双光子显微镜是在突破了包括小型化飞秒光纤激光器、小型化便携式双光子显微成像探头和整机环境适应性等一系列关键技术基础上，自主创新研制成功的满足严苛运输环境的双光子显微镜。该设备在国际上首次实现通过手持方式实时无创获取人体组织细胞的结构和代谢信息，具有优异的可靠性、环境适应性和便捷的操作性，实现了双光子显微镜从实验室平台使用走向生物医学在体监测的关键突破。

原文链接：https://doi.org/10.3389/fphys.2022.899830

信息来源： 国家生物医学成像科学中心，北京大学新闻网