小鼠大脑在其原生环境中的非侵入性成像对于研究神经网络功能和疾病进展至关重要。目前的高分辨率小鼠脑成像通常需要开颅开颅术或薄颅骨准备1，2由于颅骨引起的强散射和像差。即使是很薄的骨层(例如10 s的μm厚)也会导致成像性能的显著退化，并限制高分辨率光学成像的穿透深度。另一方面，开放颅骨手术可导致多种生理反应，如小胶质细胞激活、颅压和脑脊液丢失等。在某些情况下，开颅手术的侵入性可能会对实验数据产生负面影响3.．此外，开颅开颅术和颅骨薄化制剂往往严重限制了可触及的大脑区域。只有头骨窗口正下方的区域可以成像，这严重限制了研究动物行为的能力，这些行为分布在大脑的多个空间分离区域。先前的研究表明，即使是简单的动物行为也涉及多个大脑区域，这些区域通常是不连续的4，5．长波长3光子显微镜显示能够通过完整的小鼠头骨成像6，7．随着自适应光学的加入，深层穿透颅骨的3光子成像成为可能8．尽管如此，与开颅术相比9，10时，3光子穿颅成像的穿透深度显著降低。因此，通过完整的头骨进行高性能成像将为大脑研究提供新的机会。

头骨清理是通过完整头骨成像的另一种可能的方法，研究人员过去曾使用生物相容性试剂使头骨本身透明，目的是在不进行开颅手术或颅骨变薄的情况下为光学成像提供一个大窗口。然而，过去发展的技术不能提供一个稳定的窗口进行长期观察或高度透明的头骨。

在文章的light11，来自华中科技大学的Dan Zhu团队展示了一种改进的颅骨清除方法，即穿透完整颅骨(TIS)窗口，可以保持小鼠颅骨的大面积透明，用于高分辨率光学成像，如图所示。1．一项关键的创新是使用一种可紫外线固化的粘合剂来稳定颅骨的透明状态，以进行长期光学成像。以前的颅骨光学清洗剂是液体基的12，13，14．它们在颅骨上是不稳定的，特别是当鼠标移动时，每次成像前都需要对颅骨进行光学清理。uv固化胶粘剂在颅骨上稳定，不受动物运动的影响。此外，uv固化胶粘剂比过去使用的水溶性试剂具有更高的折射率，因此提供了更好的折射率与颅骨的匹配。

图1
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TIS慢性窗口成像小鼠大脑结构和功能

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TIS窗口与2光子和3光子显微镜相结合，无需开颅开颅术或薄颅骨准备即可进行脑成像。令人印象深刻的成像深度~800 μm实现，同时保持细胞水平的空间分辨率。在较浅的深度，树枝状棘可以用标准的2光子显微镜分辨。光学清除的视野很大(约1厘米)，能够观察到小鼠大脑两个半球的神经元和血管。TIS窗口与清醒动物几周内的高分辨率神经活动成像兼容。TIS窗口的一个关键优势是大规模、高分辨率成像，对大脑的侵入性最小。作为一项杰作，TIS窗口被用于在急性创伤性脑损伤后，在小鼠大脑的两个半球，在彼此相距毫米的多个区域，在几毫米的距离上跟踪免疫细胞。

光学清除技术的改进，如TIS窗口，以及多光子成像技术的进步，扩大了范围、深度以及可用的工具包，推动了大脑研究的边界。