尽管活体成像技术取得了巨大成功，但“成像深度”和“空间分辨率”始终是横亘在其发展道路上的两座大山。光在组织中会被强烈散射和吸收，导致传统光学成像难以窥探深层组织的奥秘；而衍射极限则将分辨率牢牢锁死在数百纳米级别，无法满足对亚细胞结构的精细观察需求。
光声成像（PACT）：听见光的声音
光声成像技术（Photoacoustic Computed Tomography, PACT）是近年来最引人瞩目的突破之一。它巧妙地融合了光学成像的高对比度和超声成像的高穿透深度，开创了一种全新的成像范式。
其原理基于“光声效应”：当短脉冲激光照射生物组织时，组织吸收光能后产生瞬时热膨胀，从而激发出超声波。通过在组织周围布置超声探头阵列，接收这些“由光转化而来的声音”，并利用计算机断层重建算法，即可获得高分辨率的三维结构图像。
PACT的优势在于，它能实现数厘米的成像深度，同时保持百微米级的空间分辨率。更重要的是，通过使用不同波长的激光，PACT可以特异性地捕捉血红蛋白、黑色素、脂质等内源性分子的分布和氧合状态，实现功能成像，为研究肿瘤血管生成、脑部血氧代谢等提供了强大工具。
超分辨成像：超越衍射极限
在分辨率方面，超分辨活体成像技术正不断挑战物理极限。以受激拉曼散射（SRS）和结构光照明显微镜（SIM）为代表的技术，通过精巧的光学设计和先进的算法，成功将活体组织成像的分辨率提升至百纳米甚至数十纳米级别。
例如，超灵敏加权受激拉曼散射（URV-SRS）技术，通过“软硬结合”的策略，在提升信号强度的同时有效抑制噪声，实现了对活体动物大脑中神经元树突棘的无标记、高分辨率化学成像。这让我们能够以前所未有的清晰度，观察神经环路在学习和记忆过程中的动态重塑。
这些前沿技术的出现，不仅极大地拓展了活体成像的应用边界，更预示着一个能够“既见森林，又见树木”的全新时代的到来，为精准医疗和生命科学基础研究注入了澎湃动力。