「Summary」レーザー顕微鏡を用いた4次元（4D）イメージング技術によって, 生体脳における多種多様な細胞群の立体的な形態を高空間分解能で長期にわたり反復観察することが可能になった. これにより, 脳梗塞やアルツハイマー病モデル動物を用いた脳微小循環の改善による脳神経保護作用や脳神経・血管新生の細胞メカニズムなどに関して基礎研究が行われている. 脳の恒常性において主要な役割を果たす脳微小血管に関して, 筆者らが行っている共焦点および二光子励起レーザー顕微鏡法を用いた4Dイメージングに関する方法論, および脳微小循環の可塑性が及ぼす脳神経作用に関する研究の現状と今後の展望について概説する. 「はじめに」1998年Kleinfeldらによって二光子励起レーザー顕微鏡（二光子顕微鏡）を用いた脳微小血管の3次元（3D）イメージングに関する最初の報告が示された1）. 以後, 脳微小血管に関する二光子顕微鏡イメージングの手法は, 脳梗塞やアルツハイマー病などのモデル動物を用いた神経変性疾患の基礎研究に広く応用されている.