大脑的精细解剖结构对于认识和理解脑的功能、探索脑疾病的机理至关重要。已有研究表明，如老年痴呆症、精神分裂症、癫痫、儿童孤独症、儿童多动症等多种脑疾病，其产生的根源是脑神经环路网络出现了问题。在脑中，包含了两种不同的神经连接环路，即局部的神经回路和长程的神经环路。神经元与其周围神经元建立的连接网络被称为局部的神经回路，而神经元与远端脑区中的神经元建立的连接网络被称为长程的神经环路。一个复杂的脑功能，往往需要局部神经环路和长程神经环路的协同作用才能完成。因此，为了更加全面和准确地理解不同脑功能的活动机制，非常有必要在大范围、甚至全脑范围内获取详细的神经连接图谱。
由于荧光蛋白可以特异性地标记所需类型的神经元，而且融合的XFP蛋白不影响结合蛋白的生物学功能，因此神经科学研究者们对脑网络与功能的研究主要借助于荧光蛋白进行标记定位，以识别包括神经树突和轴突在内的各种感兴趣的生物结构。然而，现有的技术只能对数百微米厚的局部神经回路进行数据获取，尚未有对全脑大范围内的长程神经环路连续成像技术与重建结果的报道。
武汉光电国家实验室（筹）生物医学光子学功能实验室的骆清铭教授、龚辉教授、曾绍群教授及其研究组，结合拥有自主知识产权的显微光学切片断层成像技术（MOST），通过关键技术与方法的突破，实现了一种在荧光蛋白转基因小鼠的全脑范围内，以1微米体素分辨率的水平系统性地获取神经元投射通路的方法。该方法包括发明了新颖的可保留荧光的树脂包埋样本方法，研制出能够全自动长时间稳定成像的荧光显微光学切片断层成像系统，并建立了数字化的图像重建、配准与标识等数据处理流程。利用这种前所未有的荧光小鼠全脑高分辨率成像的技术，获得了分辨率为1微米的荧光蛋白转基因小鼠全脑的三维数据集。基于这个数据集，我们首次在全脑大范围实现了长程轴突投射路径不间断地追踪。
该工作由龚辉、曾绍群（并列第一作者）、严程、吕晓华、杨中琴、许彤辉、丰钊、丁文祥、齐晓莉、李安安、吴景鹏、骆清铭（通讯作者），以标题为“ 小鼠全脑范围以一微米体素分辨率连续追踪轴突的长程投射通路”（Continuously tracing brain-wide long-distance axonal projections in mice at a one-micron voxel resolution），于2013年7月1日在国际期刊 Neuroimage发表。
该研究文章一经由期刊在线公开即获得国际同行的高度关注，美国冷泉港实验室Pavel Osten教授和英国伦敦学院大学Troy W Margrie教授于2013年6月在Nature Methods期刊发表综述，引用了本工作的原理图，并予以正面评价“ 这项研究首次展示了鼠脑内单根轴突的长距离追踪”。
该研究工作获得了国家自然科学基金仪器专项、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金创新群体项目和教育部“ 985计划”资助。
发表文章信息：Hui Gong, Shaoqun Zeng, Cheng Yan, Xiaohua Lv, Zhongqin Yang, Tonghui Xu, Zhao Feng, Wenxiang Ding, Xiaoli Qi, Anan Li, Jingpeng Wu, Qingming Luo. Continuously tracing brain-wide long-distance axonal projections in mice at a one-micron voxel resolution. Neuroimage, 2013, 74: 87-98.