新传媒网动物和人类的复杂认知和行为都取决于信息在深度互连的脑细胞网络中的流动。对于科学家来说，该网络的规模构成了更好地理解认知机制的主要障碍，因为现有的成像工具在历史上无法追踪神经元如何从大脑皮层的远端同步放电。这种需求催生了“mesoscope”的想法——一种微观分辨率足以分辨单个细胞的成像技术，但宏观视野又大到足以捕捉大脑广泛区域的神经元。
现在， 《自然方法》(Nature Methods)上的一项新研究描述了一种介观技术，该技术可以让科学家以峰值分辨率、规模和速度探测大脑的广度和深度。洛克菲勒大学的 Alipasha 说：“使用细观显微镜在 3D 中可视化单个神经元的快速活动的挑战在于，通常需要高分辨率的点扫描方法，扫描时间与成像体积的大小成比例非常不利。”瓦齐里。
这项名为 MesoLF 的技术可以同时捕获小鼠大脑中分布在一定体积内的 10,500 个神经元之间的关键相互作用——成像细胞埋藏在以前无法进入的深度，从相距数毫米的大脑区域同时发射——以前所未有的分辨率 。
MesoLF 是光场显微镜 (LFM) 的衍生产品，后者是一种以提供快速、高分辨率成像而闻名的 3D 成像技术。然而，尽管 LFM 具有所有优势，但它在深层内部散射组织(例如小鼠大脑)中表现不佳，密集的组织会散射光。
Vaziri 之前用他的团队开发的机器学习算法规避了其中的一些限制，该算法估计活跃神经元的位置以更好地检测致密组织中的脑细胞活动。他的最新工作通过添加软件和硬件来扩展系统，从而扩大了范围，使其能够观察各种形状和硬度的组织。至关重要的是，它还使处理 TB 级原始数据所固有的计算成本尽可能低。
Vaziri 说：“这是通过定制光学设计来实现的，该设计可以在介观体积上保持高光学成像分辨率，并结合一组相应地扩展我们模块化计算管道的容量和能力的算法创新。”
鉴于光学硬件的成本壁垒相对较低，Vaziri 希望让他的 MesoLF 技术广泛应用于研究大脑内部运作的科学家。他的设计现在可以在开源许可下使用。
