新技术和新工具的研发是脑科学研究的重要方向，例如美国脑计划“BRAIN”的全称为“推进创新神经科学技术脑研究计划”（The Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies）。本课题组聚焦研发活体动物大脑神经元功能记录与刺激（三光子、双光子和相干拉曼显微成像，双光子光遗传学刺激）和透明化全脑结构成像（光片显微成像）。课题组拥有物理、工程和神经生物学方向的专家，开展多学科协同作战的技术和应用课题。
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