據發(fā)表在最新一期《光學》期刊上的論文，美國加州大學戴維斯分校研究人員開發(fā)了一種新型雙光子熒光顯微鏡，能以細胞分辨率高速拍攝神經活動。相較于傳統(tǒng)的雙光子顯微鏡，這種新方法成像速度更快，對腦組織的損害也更小，可更加清晰地觀察到神經元實時通信的情況，有助于深入了解大腦功能和神經性疾病。

雙光子顯微鏡通過在整個樣本區(qū)域掃描一個小光點來激發(fā)熒光，并逐點收集產生的信號，從而能深入小鼠大腦組織進行成像。這個過程會重復進行，以捕捉每個成像幀。盡管雙光子顯微鏡能提供詳細的圖像，但其速度較慢，且可能對腦組織造成損傷。

新顯微鏡采用了一種新的自適應采樣方案，并用線照明取代了傳統(tǒng)的點照明。這種方案能對小鼠大腦皮層中的神經活動進行活體成像，成像速度比傳統(tǒng)雙光子顯微鏡快10倍，同時能將大腦上的激光功率降低十分之一甚至更多。

研究人員使用新顯微鏡來拍攝活體小鼠腦組織中的鈣信號（神經活動的指標）。該系統(tǒng)以198赫茲的速度捕捉這些信號，比傳統(tǒng)的雙光子顯微鏡快得多，并能監(jiān)測到以往成像方法會錯過的快速神經元事件。

研究還表明，自適應線激發(fā)技術與先進的算法相結合，可分辨出單個神經元的活動。這對于準確解釋復雜的神經交互、理解大腦功能結構至關重要。

研究人員表示，新顯微鏡提供了一種能夠實時觀察神經活動的工具，可用于研究疾病最早階段病理，有助于更好地理解神經性疾病，如阿爾茨海默病、帕金森病和癲癇。該技術還可與光束復用和遠程聚焦技術相結合，進一步提高成像速度或實現三維成像。