中文摘要：

针对神经科学研究高时空分辨的需求，系统深入地从理论、方法、仪器到应用开展了飞秒激光显微成像研究，取得了系列创新成果。1）成像理论阐明了飞秒激光经角色散后的时空演化规律，已为国际权威证实和应用。纠正了过去的错误认识，为提高成像时空分辨率与测量深度奠定理论基础。2）成像方法突破常规的声光扫描时空间色散分别补偿的思路，用单个棱镜成功实现了同时补偿，解决了国际公认的飞秒激光二维无惯性扫描难题，该技术已被国际同行采用。3）成像仪器创建飞秒激光显微成像仪器，随机扫描速度提高100倍，成像深度提高2.5倍；样机已用于耶鲁大学等单位。4）应用利用上述成果成功获取了哺乳动物大脑中功能单元亚细胞分辨的结构和功能图像。五年内在Neuron, Optics Letters等国际期刊上发表SCI论文58篇，SCI他引总数177次；获4项发明专利，被评为07年"中国光学重要成果"和08年教育部技术发明一等奖。

结论摘要：

摘要围绕神经回路的精细结构与功能，研究新的显微光学成像原理、技术与方法，并应用于神经回路研究。在飞秒激光的角色散传输理论、光学显微成像方法以及神经显微成像应用等方面取得重要进展，高分辨刺激与测量了神经回路结构与功能。发表标注本项目资助SCI收录论文28篇，包括Optics Express、NeuroImage等光学与神经成像领域重要期刊，其中参与的显微光学切片成像（MOST）获取小鼠全脑精细结构工作发表于Science，利用无惯性扫描光刺激研究神经回路功能论文发表于PNAS。授权国家发明专利10项，美国专利1项，参加国际学术会议8次，其中由国际光学工程协会（SPIE）、美国光学学会（OSA）主办的境外国际会议邀请报告4次。研究成果得到本领域的关注、引证与应用。如MOST入选2011年度“中国科学十大进展”，以并列第一作者建立的fMOST技术被Nature Methods综述评价“首次展示了鼠脑内单根轴突的长距离追踪”，已用于冷泉港实验室等多个单位的生命科学研究。“生物功能的飞秒激光光学成像机理研究”获2010年国家自然科学二等奖（完成人骆清铭，赵元弟，曾绍群，李鹏程，张智红）等。培养博士后3人，毕业博士研究生5人，硕士生2人。其中1人获得全国优秀博士学位论文提名奖。