光纤记录系统是一种基于光学原理的神经活动记录技术，通过光纤传输光信号来检测和记录神经元的活动。以下是关于该技术的综合介绍：

一、核心原理

光信号传输

系统利用激光或LED光源发射特定波长的光（如470nm），通过光纤传输至动物脑区。光纤末端耦合物镜将光束聚焦到目标神经组织，激发标记的荧光蛋白（如GCaMP）。

信号转换与分析

荧光蛋白的荧光强度变化（如钙离子浓度变化）随神经活动同步变化，通过光纤将光信号传输回检测系统。系统采用CMOS面阵成像技术实时采集多通道荧光数据，并转化为电压信号进行分析和显示。

二、主要特点

多通道与双色记录

支持1-10个通道同步记录，通道数与光纤数量一致。

双色多通道系统可同时激发两种不同波长的荧光（如410nm和470nm），用于消除背景噪音和自发荧光干扰。

高灵敏度与时间分辨率

能够实时检测自由活动小鼠神经元的活动，时间分辨率可达毫秒级，灵敏度高于传统电生理技术。

功能扩展性

可集成光遗传刺激、多模光纤激光器、动态血氧检测等模块，实现光刺激与信号记录的联合分析。

三、应用领域

神经科学研究：

用于研究神经元活动与行为的相关性，如孤独症动物模型的评估。

脑功能解析：通过特定行为范式筛选相关脑区功能，推测神经环路作用。

疾病机制探索：辅助研究神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的病理机制。

四、技术优势

非侵入性：可在活体动物中长期稳定记录，减少对实验动物的伤害。

高维度数据：同时记录多通道信号，便于分析复杂神经网络动态。

光纤记录系统凭借其高精度、高灵活性，已成为神经科学研究的重要工具，未来有望在精准医疗和脑机接口领域发挥更大作用。