南京脑观象台(Nanjing Brain Observato-ry,NBO)的宗旨是围绕全球脑科学计划的重大需求，倾力打造“自由行为动物脑成像”的核心能力，大规模获取脑动态图谱数据，推动重大原创发现,助力脑疾病临床新药创制，并启迪类脑与人工智能研究。
NBO汇集创建团队所研发的微型化双光子成像系统(FHIRM-TPM)、超灵敏结构光超分辨显微镜及高速三维扫描荧光成像系统(VISoR)等先进独有装备，构建从突触、神经元集群，到神经环路,再到全脑水平的全景式脑功能成像体系。同时，NBO技术员与工程师团队集成从动物手术、载体表达,到行为训练、组织切片,再到图像大数据处理、分析与可视化等多学科技术，将研究者从繁琐高难的技术细节中解放出来，成十倍、成百倍地加速从设想到发现的进程。建成后，NBO具备每年开展上百个研究课题及承接大型国际脑科学合作项目的能力，为全球客户与合作者提供“高通量、定制化、一站式”的科技服务，并为全球脑科学的研究者们提供一个绝佳的技术交流与融合平台。
超高时空分辨率微型化双光子荧光显微镜成像平台
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FHIRM-TPM微型化探头仅重2.2g成像质量可媲美商品化大型台式双光子荧光显微镜。 佩戴于自由行为动物的头部，可用于在动物觅食、哺乳、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下，以及在学习过程中，长时程观察神经突触、神经元、神经网络、远程连接的脑区等多尺度、多层次动态变化。 不仅可以“看得见”大脑思维，还将在可视化研究自闭症、抑郁症、癫痫、阿尔茨海默症等脑疾病的神经机制及新药创制中发挥重要作用。 ·2017年中国科学十大进展
·2017年中国十大医学科技新闻
·2017年中国生命科学十大进展
·2018 Nature Methods 年度方法“自由行为动物成像技术”
“从任何一个标准来看，这款显微镜都代表了一项重大技术发明，必将改变我们在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式。”冷泉港亚洲神经科学会议主席Alcino Silva教授在Light: Science& Applications评述。
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Nature Methods 年度方法 |
自由行为动物在体双光子平台
HiS-SIM活细胞成像平台
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1.超灵敏超分辨结构光显微镜的空间分辦率可以达到85nm，能够分辨1/600到1/800单根头发大小的结构。最快可以实现每秒钟拍摄188张超高分辨率因像，而所需要的光照度小于常用的共聚焦显徽镜光照度三个数量级。由于极低的光漂白以及光毒性，实现了100 Hz超高分辨率成像下连续采样10分钟得到18万张超高分辨率图像，或者是在1Hz超高分辨率成像下连续1小时基本无光漂白。因此，与获得2014年Nobel化学奖的受激辐射损耗超高分辨率显微镜 (STED) 相比，超灵敏超分辨结构光显微镜以极高的时间分辨率、极低的光毒性在活细胞超高分辨率成像方面占显著优势。 |
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2.超灵敏超分辨结构光显微镜一方面是基于硬件类如自主设计的新偏振旋转玻片阵列、高精度的时序控制程序以及高数值孔径物镜的应用。 |
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3、另一方面是创新的重构算法，借鉴了人眼区分信号和噪声的机制，首次提出将生物样本在多维时空上连練、而噪声完全随机分布的先验知识用于构建矩阵，指导超高分辨率荧光图像的重建。应用超灵敏超分辨结构光显微镜，实现了委泡融合全过程的可视化及细胞“能量工线粒体的超快超分辨成像。 |
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神经环路成像平台
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