传统双光子显微镜设备体积偏大，大多固定在专用实验室台面上，难以应用在活体动物在体观测、野外生物探测等场景，微型化双光子成像技术通过精简光路结构、优化器件体积，缩小设备整体尺寸，拓展了双光子成像的应用边界。
技术研发过程中，科研人员不断压缩光学模块、扫描模块的体积，采用小型化激光光源、微型扫描振镜，在保证成像分辨率的前提下，降低设备整体重量与占用空间。目前这类技术已经可以适配头戴式、便携式成像探头，能够搭载在实验动物身上，实现动物自由活动状态下的脑部神经成像，实时记录神经细胞的动态活动变化。
除了动物活体研究，微型化双光子成像技术也可应用于临床医学术中观测，小巧的探头能够进入狭小的组织区域，对病变组织进行深层荧光成像，辅助医护人员判断病灶边界。现阶段该技术还在持续优化成像深度、信号采集效率，设备的续航能力、抗干扰性能也在逐步调整，适配复杂的活体观测环境。未来随着器件集成度不断提升，微型化双光子成像技术会在神经科学、临床医学、活体生物监测等更多领域，发挥更多的应用价值。
一体式微型化双光子显微镜SUPERNOVA-100以媲美传统台式双光子显微镜的成像分辨率，实现对自由运动动物的大脑神经元和神经突触清晰稳定的成像。为神经科学家提供了一款革命性的新工具，开拓了神经科学研究的新范式。
集成于SUPERNOVA-100的FHIRM系列微型化探头使得在自由运动小动物上进行活体成像成为现实，目前已被应用于学习记忆、认知、注意力、感知运动等各类神经环路和神经疾病的研究中。
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双光子成像技术在神经科学研究中的应用价值梳理