Das IPHT-Teilvorhaben (2P-SIM) entwickelt eine neue Mikroskopietechnik, die höchste Auflösung tief in Hirngewebe ermöglicht. 2P-SIM wird entwickelt und an die Bedürfnisse kommerzieller Geräte angepasst und auf Bildgebung im Hirn angewandt. SIM ist ein etabliertes Verfahren zur hochauflösenden Bildgebung mit dem Nachteil, dass die dichte Beleuchtung zum Problem mit Licht aus anderen Fokusebenen bei dickeren Proben führt. Erprobte Alternativen schaffen Abhilfe, haben aber andere Nachteile oder sind mit Hirnbildgebung nicht vereinbar. 2P-SIM basiert auf der Beleuchtung einer kleinen Fläche mit Strahlen, die sich unter großem Winkel kreuzen. Durch die 2-Photonen Anregung bleibt das angeregte Volumen beschränkt, weshalb SIM nicht unter außerfokalem Licht leidet. Für die kleine Fläche kann die nötige Leistung erreicht werden, wobei die Phototoxizität sogar unter der von 2-Photonen Mikroskopie mit punktweiser Abtastung liegt.