当我们就如何与世界互动做出哪怕是最简单的决定时，我们都依赖于由遍布我们大脑的神经元网络进行的计算。但这些神经网络究竟是如何计算的呢?
到网站上观看视频。
要回答这个问题，需要测量动物在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由生物工程师卡尔戴瑟罗斯和电气工程师戈登Wetzstein——艾萨克·考瓦研究生和博士后研究员蒂莫西·马查多,开发了一种光学技术,可以同时记录神经元的活动遍布整个顶面一只老鼠的大脑皮层,大脑的一个关键部分参与决策。他们在5月的《神经元》杂志上发表了他们的发现。
对大脑的光学研究并不是全新的。研究人员已经知道如何使用荧光染料和神经元激活时发光的蛋白质来追踪大脑活动。然而，到目前为止，这种光学技术还不能记录许多神经元发出的微弱闪光，这些神经元分布在大脑皮层的曲面上，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双焦显微镜——类似于双焦眼镜——使他们能够聚焦大脑的整个曲面。
双焦显微镜使用一个摄像头同时捕捉两段神经活动的视频:一段集中在大脑两侧，另一段集中在大脑中部，以提供视频中并排显示的图像。然后，研究人员通过计算从这两部电影中提取信号——反映神经元放电的时间、强度和持续时间——以获得整个表面神经活动的综合测量。
研究人员称这种系统为同步多焦光学采样的皮质观察，简称COSMOS。除了研究运动控制和决策，该团队还利用COSMOS研究动物的感官知觉，并将其作为开发更好的精神药物的筛选技术。
COSMOS系统的原型建造起来相对简单，成本不到5万美元，比其他记录神经种群动态的光学系统便宜数十万美元。为了鼓励该技术的进一步采用和发展，作者们建立了一个网站，并提供了指导，以帮助其他研究人员构建他们自己的宇宙系统。
Karl deis血清是D.H. Chen教授，生物工程学教授，精神病学和行为科学教授，斯坦福大学生物x和吴蔡神经科学研究所的成员。Gordon Wetzstein是电气工程和计算机科学的助理教授，也是斯坦福大学Bio-X和吴蔡神经科学研究所的成员。蒂莫西·马查多(Timothy Machado)， AP Giannini博士后研究员，美国国立卫生研究院(NIH) NINDS K99/R00 Pathway to Independence Award生物工程系获奖者。艾萨克·考瓦是美国国家科学基金会电气工程系的研究生研究员。斯坦福大学的其他作者还包括研究生约翰·科查尔卡(John Kochalka)、蔡敏生(Minseung Choi)、生命科学研究员袁爱玲(Elle Yuen)和前研究生威廉·e·艾伦(William E. Allen)。
这个项目是由美国国家科学基金会支持的一部分,斯坦福大学院长奖学金,特曼学院奖学金,斯隆,DARPA Neuro-FAST计划,国家精神卫生研究所,国家药物滥用研究所,西蒙斯基金会Wiegers家族基金,南希和詹姆斯Grosfeld基金会上半叶斯奈德医学基金会,撒母耳和贝琪Reeves基金。
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