当我们就如何与世界互动做出简单的决定时，我们依赖于跨越我们大脑的神经元网络所进行的计算。但这些神经网络究竟是怎么计算的呢？

回答这个问题需要测量动物做决定时大脑中大量神经元的活动。

现在，斯坦福大学的一个研究小组开发了一种光学技术，可以同时记录散布在小鼠大脑参与决策的关键部分，跨整个顶面大脑皮层的神经元活动。他们在五月的《Neuron》杂志上发表文章，项目领导者是生物工程师Karl Deisseroth和电气工程师Gordon Wetzstein，以及研究生Isaac Kauvar和博士后Timothy Machado。

对大脑的光学研究并不新鲜。研究人员已经知道如何通过使用荧光染料和蛋白质来追踪大脑活动，这些染料和蛋白质在神经元激发时会发光。然而，直到现在，这样的光学技术还无法记录下这些来自许多神经元的微弱闪光，而分布在大脑皮层曲面上的神经元可能需要共同做出是否喝水的决定。

为了克服这一障碍，斯坦福大学的研究人员设计了一种类似于双焦眼镜的双焦显微镜，使他们能够使整个大脑曲面保持聚焦。

双焦显微镜使用单个摄像头同时拍摄两部神经活动电影：一部聚焦于大脑两侧，另一部聚焦于中间，以提供视频中显示的并排视图。然后，研究人员通过计算从这两部电影中提取出反映神经元放电时间、强度和持续时间的信号，以获得整个表面神经活动的全面测量。

研究人员称这个系统为同步多焦光学取样的皮层观察（Cortical Observation by Synchronous Multifocal Optical Sampling， COSMOS）。除了研究运动控制和决策外，研究小组还利用COSMOS研究动物的感觉，并将其作为筛选技术来开发更好的精神药物。

原型COSMOS系统的建造相对简单，成本不到5万美元，比其他记录神经种群动力学的光学系统便宜几十万美元。为了鼓励这项技术的进一步采用和发展，作者们建立了一个网站，上面有指导，帮助其他研究人员建立自己的COSMOS系统（https://sites.google.com/view/getcosmos）。

原文检索：Cortical Observation by Synchronous Multifocal Optical Sampling Reveals Widespread population Encoding of Actions

（生物通：伍松）