当我们做出关于如何与世界互动的简单决策时，我们依赖于跨越我们大脑的神经元网络进行的计算。但是这些神经网络究竟在计算什么呢?

要回答这个问题，就需要在动物做出决定时测量整个大脑中许多神经元的活动。

现在，由生物工程师Karl Deisseroth和电气工程师Gordon Wetzstein领导的斯坦福研究人员团队，与研究生Isaac Kauvar和博士后研究员Timothy Machado一起，已经开发了一种光学技术，可以同时记录遍及神经元整个上表面的神经元的活动。老鼠的大脑皮层，是大脑做出决定的关键部分。他们在5月的《神经元》杂志上发表了他们的发现。

大脑的光学研究并不完全是新鲜事物。研究人员已经知道如何通过使用荧光染料和神经元激发时发光的蛋白质来跟踪大脑活动。但是，到目前为止，这种光学技术还无法记录来自许多神经元的微弱闪光，这些闪光分布在大脑皮层的弯曲表面并共同做出决定，例如是否喝水。 。

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点显微镜-类似于双焦点眼镜-使它们能够使大脑的整个曲面保持聚焦。

双焦点显微镜使用单个摄像机同时捕获两部神经活动的电影：一个聚焦在大脑侧面，另一个聚焦在中间，以提供视频中显示的并排视图(可在此版本中下载)。然后，研究人员从这两部电影中通过计算提取信号-反映神经元发动的时间，强度和持续时间-以获取整个表面神经活动的全面测量结果。

研究人员称该系统为通过同步多焦点光学采样或COSMOS进行的皮层观测。除了研究运动控制和决策外，该团队还使用COSMOS研究动物的感觉知觉，并将其作为开发更好的精神药物的筛选技术。