迫切需要使神经科学家能够记录和量化活脑内功能活动的工具。传统上，研究人员使用诸如功能磁共振成像之类的技术，但是这种方法无法以高空间分辨率或在运动的对象中记录神经活动。近年来，一种称为光遗传学的技术在以单个神经元分辨率实时记录动物的神经活动方面显示出了相当大的成功。光遗传学工具使用光来控制神经元并在经过基因修饰的组织中记录信号，以表达光敏和荧光蛋白。然而，用于对来自大脑的光信号进行成像的现有技术在尺寸，成像速度或对比度方面存在缺陷，这限制了它们在实验神经科学中的应用。
称为光片荧光成像的技术显示出有望以高速和对比度对3D大脑活动进行成像(克服了其他成像技术的多重局限性)。在这种技术中，一束薄薄的激光(光片)穿过感兴趣的大脑组织区域，大脑组织内的荧光活动报告分子通过发出显微镜可以检测到的荧光信号做出响应。扫描组织中的光片可以对大脑活动进行高速，高对比度的体积成像。
当前，由于必需设备的尺寸，很难对非透明生物(如小鼠)使用光片荧光脑成像。为了使对非透明动物的实验以及将来自由移动的动物的可行性成为可能，研究人员首先需要使许多组件小型化。
小型化的关键组件是光片生成器本身，该光片生成器需要插入大脑，因此必须尽可能小，以免移位过多的脑组织。在Neurophotonics上发表的一项新研究中，来自加州理工学院，多伦多大学(加拿大)，大学健康网(加拿大)，马克斯·普朗克微结构物理研究所(德国)和高级研究人员的国际研究人员团队Micro Foundry(新加坡)开发了一种微型光片发生器或光子神经探针，可以将其植入活体动物的大脑中。
研究人员使用纳米光子技术创建了基于硅的超薄光子神经探针，该探针在自由空间中300微米的传播距离上发射出厚度小于16微米的可寻址薄片。当对经过基因工程改造以在大脑中表达荧光蛋白的小鼠的脑组织进行测试时，这些探针可使研究人员对240μm×490μm的区域成像。而且，图像对比度的水平优于称为落射荧光显微镜的替代成像方法的水平。
该研究的主要作者韦斯利·萨赫尔(Wesley Sacher)在描述其团队工作的意义时说：“这种用于在大脑内产生光片的新型植入式光子神经探针技术，克服了许多限制，这些限制限制了光片荧光成像在脑内的使用。实验性神经科学。我们预计，这项技术将带来用于自由运动动物的深部脑成像和行为实验的光片显微镜新变种。”
标签： 大脑活动
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