Исследования в области нейронауки являются важной частью Международной инициативы по изучению мозга и национальной стратегии в области нейронаук, направленной на раскрытие тайн мозга и преодоление заболеваний нервной системы, где ключевую роль играют технологические прорывы. Развитие неинвазивных высокопространственно-временных методов визуализации и точных контролируемых нейрорегуляторных технологий имеет решающее значение для продвижения исследований в этой области. Традиционные методы визуализации (такие как МРТ, КТ) имеют ограничения по биологической безопасности, разрешению и глубине проникновения в ткани, в то время как методы внешнего управления, основанные на механических, тепловых, акустических и магнитных полях, сталкиваются с ограничениями по пространственно-временному разрешению и медленной реакцией. В последние годы ближний инфракрасный свет благодаря отличной проникновению в ткани и низкой фототоксичности показал большой потенциал в исследованиях мозга. Лантаноидные люминесцентные наноматериалы, являющиеся ключевыми носителями технологий контроля ближнего инфракрасного света, обладают возможностью под возбуждением в ближнем инфракрасном спектре излучать ультрафиолетовое, видимое и ближнеинфракрасное излучение с настраиваемой длиной волны, применяются в биомедицинском детектировании, точной диагностике и интраоперационной навигации. В данной статье систематически рассмотрены последние достижения в применении лантаноидных люминесцентных наноматериалов для нейровизуализации и нейрорегуляции, проанализированы существующие технические препятствия, а также обсуждены перспективы развития с междисциплинарной точки зрения – материаловедения, химии и биомедицины. Этот обзор направлен на содействие междисциплинарной интеграции и технологическим инновациям, продвижение передовых технологий нейронауки и предоставление новых идей и стратегий для решения ключевых задач биологических наук.