双光子介观镜的最新进展扩展了深部脑成像的视场，使成像大至 25 mm2 的大脑区域成为可能。然而，到目前为止，中观镜只能测量神经信号;它们不能刺激大脑的分离区域。

　　为了使研究人员能够探测大脑功能的核心面间通信信号，加州大学伯克利分校的一个团队将其用于光刺激的aeroPULSE FS2超快光纤激光器与Thorlabs Inc.的2P中镜相结合，该镜具有5×5 mm的FOV。加州大学伯克利分校的全光学平台可以刺激 1 mm2 的区域，同时记录大脑 25 mm2 区域的活动。

　　通过提供对神经活动的精确控制和监测，2P全息介观镜可以为大脑功能、同步和大脑区域之间的通信提供新的见解。它有可能通过优化具有单细胞分辨率和毫秒级精度的信号传输来增强脑机接口。例如，这可用于改善假肢控制。

　　中观镜的宽视场使其适用于各种尺度和物种的研究，包括大脑较大的物种。通过为全新的实验类别提供手段，介观镜可以探索以前无法企及的大脑功能理论。

　　据研究人员称，2P全息中观镜是第一种提供有针对性的光刺激的技术，同时在标称25-mm2 FOV中大规模记录多个皮质区域的神经活动。它以单细胞分辨率同时读取和写入大脑大面积的神经活动模式，从而深入了解分布式神经回路中的前馈和后馈处理，这可能对神经科学研究和潜在的治疗应用产生重大影响。

　　为了在2P介观镜中实现高全息分辨率的光遗传学，研究人员首先必须解决光学系统的低数值孔径以及整个成像系统机械旋转以进入大脑侧向区域的需求。此外，由于现有的商用 2P 中观镜不是为全息系统的集成而设计的，因此新工具需要对中镜构建进行重大重新设计。

　　紧凑的 3D 全息模块使用时间聚焦来限制轴向激励。为了保留系统的所有平移轴，该团队在连接到显微镜可移动主机架的扩展面包板上构建了全息模块。

　　来自aeroPULSE FS50超快光纤激光器的飞秒脉冲与920 nm处的成像激光器共存。两个激光束都使用长通二向色分光镜进行分离。具有时间聚焦的 3D 稀疏全息光遗传学所需的光学器件位于面包板上，面包板会随着整个示波器的旋转而移动。在进入物镜路径之前，使用另一种二向色性重新组合两个光束。

　　新平台不会影响中观镜的宽视场或2P随机存取中镜系统的4轴运动能力，这些都是执行各种神经生物学实验所必需的。

　　研究人员测试并验证了新平台的光学能力，以测量和重建大视场内大脑中高度特定的活动模式。他们展示了该系统共同激活用户定义的神经元组的能力，这些神经元组根据其空间或功能特性进行选择，同时记录来自多个下游区域的神经活动。研究人员可以识别出单个下游神经元，这些神经元在数百甚至数千微米外表现出时间锁定的兴奋性或抑制性反应。结果表明，全息2P介观镜可用于探测局部和长程功能相互作用与特定神经元计算的关系。

　　中镜的标称 5 × 5 毫米视场角;其用于视场曲率校正和多平面成像的快速远程对焦系统;其四个自动运动轴具有位置灵活性，使其成为研究区域间通信的有力工具。