该作业直接面向多脑区同步记载的需求，经过体系优化光学、电子学和机械方面的规划，开发了现在世界上最轻的（0.43克）的超紧凑头戴式荧光显微镜——TINIscope，并在自在活动的小鼠上完成了对四个海马亚区神经元钙活动的同步成像。TINIscope为神经科学家供给了一种新的重要研讨手法，用于探究动物在感知、认知和行为等方面的神经元等级的跨脑区和谐效果。

  传统的头戴式设备分量大约为2克，在小鼠等小动物头上植入4个设备会因为较大负重而影响其正常自在活动。研讨人员注意到传统设备运用的图画传感器（CMOS）输出并行信号，然后经过序列化器芯片将其转换为串行信号，再由同轴电缆传输到数据收集板（DAQ）。其间序列化器芯片及其相关电学元件占有了很大一部分分量。在TINIscope的规划中，研讨人员采用了具有串行输出功用且尺度更小的CMOS芯片，取消了序列化器芯片的运用，最大化减少了头戴部分的额定电路功用（如电源支撑、振荡器）。这种规划为信号传输带来了应战，因而研讨人员额定定制了相关电路，并运用柔性电路板传输信号。

  在光路方面，头戴式设备的荧光激发光路（LED侧）和收集光路（CMOS侧）一般为笔直摆放。传统设备中尺度较大的CMOS侧坐落竖直方向，因为小鼠头部空间存在约束，无法一起放置四个设备。为处理该问题，研讨人员改变了TINIscope的光路规划，将CMOS侧转移到水平方向，使尺度较小的LED侧坐落竖直方向，然后使其更易在头部排布。此外，研讨人员还对TINIscope的头部固定底座进行了优化，使得在设备时更易调理视点。经过这一些优化规划，TINIscope能轻松完成最小距离为1.2毫米的两个脑区的同步成像，基本上能轻松完成恣意四个方针脑区都能够同步记载。此外，未处理自在活动动物电缆环绕的问题，研讨人员还开发了换向设备和整套试验记载体系。

  在实践使用中，研讨人员对小鼠海马的四个亚区（左右背侧和左右中心部位海马）的神经元进行钙浓度指示蛋白GCaMP6s符号并使用TINIscope进行四脑区同步成像。经过定量的行为剖析，佩带四个设备并没有对小鼠的自在活动发生十分显着影响。研讨人员分别在T迷宫和旷场环境中记载了小鼠四个海马亚区的神经元活动，并发现了约25%的神经元亚群具有空间调制特性。此外，研讨人员还训练了机器学习模型，对记载的神经活动进行解码得到小鼠的空间方位，验证了设备收集到数据的可靠性。

  TINIscope的尺度和分量优势使其与其他方法相结合变得更简单。研讨人员在四个海马亚区同步记载的试验基础上，还在扣带回进行光遗传或电生理影响，并记载到了对影响有呼应的神经活动。此外，研讨人员还结合了电生理记载技能，在四个钙成像区域邻近，同步记载其部分场电位活动，并从中检测到了尖波涟漪（Ripple）放电。

  我国科学技能大学、我国科学院深圳先进技能研讨院与深圳理工大学为该论文的一起通讯单位。榜首作者为我国科大博士后薛峰、张轲铭和我国科学院深圳先进院的博士后李飞，通讯作者为我国科学技能大学、我国深圳先进技能研讨院的毕国强教授和深圳理工大学（筹）的助理教授周鹏程。该作业得到了我国科学院战略性先导专项、国家自然科学基金委-广东联合基金、自然科学基金委、广东省要点范畴研制方案项目等的赞助。