为了了解大脑作为一个整体如何处理信息和执行行为，有必要以细胞级分辨率监测整个大脑的神经元活动模式。具有钙指示剂的双光子显微镜已成为神经科学中用于对清醒行为动物的神经元群进行功能性在体成像的标准工具。最近，新的双光子显微镜的发展使得能够对大脑不同区域中越来越多的神经元进行成像。这是通过定制光学元件的设计和制造实现的，这些元件支持在数毫米的视野范围内成像，同时保持细胞级分辨率。然而，当前使用单焦点激发的扫描策略需要在成像区域的数量和整体采集速率之间进行权衡。高达~10Hz的总帧速率已经能够实现，但是这个帧率限制了可以研究的神经元动力学类型。像扫动(whisking)、嗅探(sniffing)、眼球运动(eye movements)和运动(locomotion)这样的感觉运动(sensorimotor)行为与持续的神经活动关联，并以4-12Hz的数量级激发。钙瞬变的解卷积可以将尖峰(spike)事件的时间精度提高到<100毫秒。因此，要将这些估计的尖峰与行为联系起来，采样率需要处于足够的奈奎斯特频率(>30 Hz)。使用多焦点激发的并行扫描可以在高扫描速度下实现真正的同时多区域成像。目前，大视场多焦点双光子显微镜通常设计为具有固定光束分布，以匹配空间排列的检测方案。这限制了用户在整个视场中检测特定感兴趣的神经元群的能力，并限制了由于光散射的空间串扰而在增加的深度上解析荧光的能力。
灵活的同时介观尺度高速神经活动双光子成像
技术背景：
为了了解大脑作为一个整体如何处理信息和执行行为，有必要以细胞级分辨率监测整个大脑的神经元活动模式。具有钙指示剂的双光子显微镜已成为神经科学中用于对清醒行为动物的神经元群进行功能性在体成像的标准工具。最近，新的双光子显微镜的发展使得能够对大脑不同区域中越来越多的神经元进行成像。这是通过定制光学元件的设计和制造实现的，这些元件支持在数毫米的视野范围内成像，同时保持细胞级分辨率。然而，当前使用单焦点激发的扫描策略需要在成像区域的数量和整体采集速率之间进行权衡。高达~10Hz的总帧速率已经能够实现，但是这个帧率限制了可以研究的神经元动力学类型。像扫动(whisking)、嗅探(sniffing)、眼球运动(eye movements)和运动(locomotion)这样的感觉运动(sensorimotor)行为与持续的神经活动关联，并以4-12Hz的数量级激发。钙瞬变的解卷积可以将尖峰(spike)事件的时间精度提高到<100毫秒。因此，要将这些估计的尖峰与行为联系起来，采样率需要处于足够的奈奎斯特频率(>30 Hz)。使用多焦点激发的并行扫描可以在高扫描速度下实现真正的同时多区域成像。目前，大视场多焦点双光子显微镜通常设计为具有固定光束分布，以匹配空间排列的检测方案。这限制了用户在整个视场中检测特定感兴趣的神经元群的能力，并限制了由于光散射的空间串扰而在增加的深度上解析荧光的能力。
Quadroscope系统机械设计
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