大脑是由成千上万个神经细胞集合而成，是动物体中最重要的器官，但这些神经细胞是如何藉由彼此间的连结与交互作用，产生思考决策等高阶功能，科学家绞尽脑??还是没有找到答案。

在「深组织超解析光学技术」下清楚可见果蝇两条紧密交缠的神经纤维

在科技部「以疾病为导向之脑与心智科学专案研究计画」(106-108)及「台湾脑科技发展及国际跃升计画」(108-110)的支持下，台大物理系朱士维教授成立跨领域团队，结合清大电机系李梦麟教授与杨尚达教授、清大工程与系统科学系吴顺吉??教授、交大光电学院詹明哲??教授，以及捷络生物科技股份有限公司林彦颖执行长，共同研发「新颖光学显微镜成像技术平台」。具有高速、高空间解析度，能观察到果蝇脑中单一神经细胞的电生理动态行为。藉由研究与人脑神经网路运作机制类似的果蝇，以探究人脑的奥秘。

相关创新成果

．发展出世界上第一个可在果蝇活体全脑中以毫秒解析度观察三度空间神经动态行为的「高速体积成像系统」（High-speed volumetric imaging system），相关成果於去年发表在光学重要期刊Optics Letters 44, 3190-3193 (2019)，并获选为必读文章；

．透过上述「高速体积成像系统」，并扩充自制光学神经激发系统，做到「全光学生理」观察 (all-optical physiology)，成功解析果蝇脑中的视觉神经??路上下游的神经连结与编码模式，以了解脑神经的运作，相关成果於去年发表在iScience 22, 133-146 (2019)；

．发展「深组织超解析光学技术」(COOL；Confocal lOcalization deep-imaging with Optical cLearing)，结合萤光蛋白标定、共轭焦扫描显微镜、光学组织澄清技术以及定位显微技术等先进科技，以非侵入方式、20奈米空间解析度分辨出果蝇全脑中相邻或彼此缠绕纠结之神经纤维分布，找出其连结点所在，藉以判断神经连结路径，相关成果於去年发表在iScience 14, 164-170 (2019)。朱教授更因相关研究贡献，受光学领域顶尖期刊Light: Science and Applications (IF > 14) 邀请撰写介绍文章，提升台湾学术能见度。

．朱教授团队亦发现，现有可穿透鼠脑组织约1厘米的「双光子影像系统」无法在果蝇脑中成像的主因，可能是其气管结构所造成的像差，朱教授团队更是世界上第一个完成此像差的组织光学衰减定量，并证明使用「长波长三光子萤光」即可改善影像，有机会进行果蝇活体全脑观察，相关成果於去年发表在Biomedical Optics Express 10, 1627-1637 (2019)。

目前整个研究团队在科技部「台湾脑科技发展及国际跃升计画」(108-110)的支持下，持续发展最新的光学技术，并与科技部支持、由清大系统神经科学研究所江安世院士带领的「脑科学研究特色中心」(107-112) 紧密合作，期待未来实现「功能性全脑连结体(connectome)」观察。亦即能够以具备高时间解析度（毫秒）、高空间解析度（次微米到奈米）、以及高穿透深度（厘米）的高规格影像技术，观察果蝇活体全脑中每一个神经细胞在学习与记忆时的动态连结，以解开大脑运作的奥秘。