一项发表于《自然·方法》（Nature Methods）的最新研究报道了一种名为FlatMux的新型光学成像平台，该平台能够扫描更广泛脑区、更深层脑组织中的神经元活动，甚至可同时在不同深度获取信号。哈佛大学化学生物学与物理学教授Adam Ezra Cohen评价称，这是一个高度优化的双光子电压成像系统。

过去十余年，钙成像技术一直是光学脑成像的主力。神经元放电后钙离子内流引发荧光闪烁，但钙信号仅是电活动的间接指标，其变化速度较慢，掩盖了精细的时间信息。基因编码电压指示剂（GEVIs）虽能直接追踪神经电活动，但此前仅能在约50×250微米的小范围内成像，通常涉及约10个神经元。GEVIs定位于细胞膜，更难分辨，产生的信号较弱且仅持续约1毫秒。

传统双光子显微镜的组织扫描激光移动速度有限。Cohen指出，为成像GEVIs，需以每秒1000帧或更快的速度进行点扫描，这对点扫描设备而言极其困难。同时，显微镜需在不过度加热组织的前提下尽可能多地输送能量。波士顿大学生物学副教授Jerry Chen形容这如同走钢丝，既要向脑内输入足够的光以获得信号，又不能损伤脑组织。

此外，扫描点间距的设置也需权衡：间距过远无法分辨微小结构，过近则浪费能量。研究负责人、洛克菲勒大学神经科学与行为学教授Alipasha Vaziri表示，为优化能量利用，每个像素应仅接收一个激光脉冲。若在传感器恢复前反复激发，还会导致光漂白，使传感器失效。

FlatMux平台在上述各维度均进行了优化。Vaziri强调，要最大化可成像的神经元群体，必须在能量、时间和空间利用效率上进行战略性思考。该平台通过精心设计的扫描路径，确保每个像素仅接收一个脉冲，避免了过度激发和光漂白，同时实现了高速、宽视野和多深度同步成像，为神经科学研究提供了全新的工具。