aeroPULSE FS50有助于拓宽我们对大脑计算的理解

用先进的光学技术揭示大脑功能。

为了理解大脑功能和细胞水平的计算，你需要能够控制和测量跨越大脑大区域的广泛网络中的神经信号。例如，视觉皮层中的信号在转化为视觉感知之前，会在其他大脑区域进行处理。

光学技术已被证明在细胞水平上研究神经信号非常有效。如今，通过光敏微生物视蛋白和基因引入的荧光探针刺激和测量活性是可能的。当深入大脑观察时，标准方法是使用超短激光脉冲和双光子显微镜。商用系统可以在相对较小的大脑区域中对相同的视场（FOV）进行成像和刺激。

双光子介观镜的最新进展扩展了FOV，并使其有可能对大至25 mm²的大脑区域进行成像。到目前为止，介观镜只允许我们测量神经信号；我们不能用显微镜来刺激。如果我们能够刺激一个区域，同时观察其他区域的区域间信号，我们就可以以单细胞精度深入了解分布式神经网络中的前馈和反馈处理。为了实现这一点，加州大学伯克利分校的一个团队开发了一个平台，该平台将我们用于光刺激的aeroPULSE FS50超快光纤激光器与具有5 mm x 5 mm FOV的双光子介观镜（Thorlabs股份有限公司）相结合。

图1：（A）划定假定功能区的小鼠大脑背面示意图（Allen brain Explorer）。全息介观镜允许在1×1毫米视场（品红色正方形）中进行有针对性的光刺激，并在标称5×5毫米成像视场（白色点）上同时进行中尺度成像。（B） 2p中尺度图像的示例，其显示在Vglut1-Cre的大视场（FOV）上GCaMP7s和ChroME的广泛共表达；Ai203转基因小鼠。品红色正方形表示在以4.5Hz帧速率记录的2.4mm×2.4mm的示例中尺度成像FOV内的可访问全息FOV。（C） 单细胞连续靶向刺激试验（右）与无刺激对照试验（左）期间靶向细胞的钙反应。数字来自