学习记忆是大脑最重要的高级神经功能之一。海马，一个负责学习和记忆的重要脑区，因受到显微镜成像深度的限制其相关研究大部分局限于离体组织，而研究学习记忆中海马神经元结构及功能的变化在活体动物中展开较有意义。因此，建立一种双光子显微镜下可长期研究活体动物海马神经元结构和功能的方法显得尤为重要。　　本研究致力于此，结合早期在活体观察海马方面的研究及特制的观察窗，我们成功建立了一种可连续观察海马神经元数周以上的活体成像方法。为了将海马成像分辨率提高到神经元的树突棘水平，我们利用免疫组化的方法找出了影响成像质量的关键因素，并确立了观察窗置入后的最佳成像时间窗。由于神经元树突棘是信息获取和保留的关键因素，我们利用此海马活体成像方法对海马进行了长达一个月的树突棘活体成像。实验结果显示此方法能以高分辨率对海马树突棘进行长期活体成像，且分析成像结果发现海马的树突棘既具有长期的稳定性也具有结构上的可变性（皮层具有树突棘结构可变性）。在此基础上，我们进一步研究了匀加速转棒跑步训练(Accelerated rotarod running，ARR)是如何影响海马树突棘结构的。研究结果发现ARR训练导致了海马CA1基树突树突棘的消失显著增加（即消失速率显著高于生成速率）。实验结果还显示，与基部树突棘相比，顶部树突棘变动率在ARR训练后未出现明显的改变(消失速率与生成速率在基线水平持平)。这些发现预示着海马CA1神经元能对学习或新刺激作出反应，且基部树突和顶部树突的反应性不同，了解这其中的机制将可让我们更深层次了解大脑学习或接受新刺激过程中神经元突触是如何处理和加工信息的。