脑作为动物体最重要的器官之一，其庞杂的结构以及丰富的功能长久以来一直是人们研究脑的主要对象和关键问题。光学显微成像方法作为近年来突飞猛进的手段，已经被逐渐广泛地应用于脑科学研究中。在众多的光学显微成像方法中，光片照明显微成像术近年发展迅速，由于其具有的三维细胞水平分辨率，快速面成像以及低光漂白等特性，在脑成像领域崭露头角，尤其是在透活体斑马鱼脑成像方面受到了广泛的关注。　　然而，斑马鱼全脑成像要求光学显微镜能够在覆盖全脑的三维成像过程中获取每个单细胞在秒量级时间尺度下的神经活动，这对传统光片照明显微镜提出了重大的挑战，而对于该问题的攻克也是国际相关课题组研究的重点问题。本文基于光片照明的活体斑马鱼全脑显微成像系统展开研究，提出了双缝共聚焦光片照明成像方法，建立了斑马鱼全脑神经活动与行为的同步记录的成像方法。　　本研究首先发展了基于柱透镜的静态光片照明成像系统，通过对系统成像性能的理论分析与实验，对光片照明显微成像方法的物理成像过程进行了分析。通过软硬件设计以及光路搭建，得到横向分辨率1.1μm、纵向分辨率5.9μm，视场800μm，成像速度15帧每秒的成像系统。采用系统实现了斑马鱼全脑结构成像与三维重建研究。结合斑马鱼成像的需求对该方法的信噪比以及三维成像速度方面的不足进行了讨论。　　基于对以上光片照明显微成像方法成像信噪比的理论分析，结合新型成像器件的成像原理，提出通过双光束扫描与双缝探测的光片照明显微成像方法用于斑马鱼全脑功能成像。通过理论计算以及实验研究，证明该方法能够在快速成像的前提下，实现了成像信噪比的有效提升。同时，系统研究了狭缝共聚焦成像过程中信噪比随狭缝宽度变化的物理过程。经过系统搭建以及活体斑马鱼脑成像的研究，证明了该方法具有分辨精细细胞结构以及快速神经活动的优势，为全脑神经功能成像研究提供了有效手段。　　在已有研究的基础上，发展了用于自然状态下斑马鱼全脑三维神经功能成像的光片照明成像方法，通过动态光片的三维扫描实现了快速三维数据的获取。系统的活体斑马鱼成像实验证明了系统具有1秒每个三维数据集（1500μm×1500μm×200μm）的单细胞分辨高速荧光成像能力。进一步地，为了实现斑马鱼从单细胞水平的神经活动到行为的全面成像研究，发展了基于微镜阵列的同步光刺激与行为记录方法，实现了与三维快速脑成像同步的空间光刺激以及全局的行为记录。通过搭建系统，实现了斑马鱼在外界刺激下行为及全脑神经功能同步成像，证明了系统在单细胞活动到生物整体行为的全面研究方面的能力。　　通过本文的研究，有希望为光学手段在生物体的全脑神经环路的全面研究提供细致且全面的研究手段。