荷兰奈梅亨拉德布大学医学中心人类遗传学/认知神经科学系 Nael Kasri 教授实验室利用人工诱导的多能干细胞（iPSCs）形成神经网络，应用电生理和光学技术研究这些网络和类器官的功能。实验室访问研究员 Naoki Kogo 博士参与了研究神经发育障碍中网络功能障碍的神经特性项目，以人类细胞为模型，阐明神经疾病的发病机制以及神经网络功能障碍是如何产生的。通过使用神经元集群钙成像和单个神经元电压成像，他希望可以全面地了解神经元功能。

钙成像和电压成像相结合意味着需要灵活而强大的检测设备：钙成像需要高分辨率的大视野（FOV），以便在低倍镜（20x）下看到大神经元集群的活动；而电压成像需要高速高灵敏度成像，以高倍率（60x）观察较少数量神经元膜电位的快速动态变化。

Teledyne Photometrics 背照式sCMOS相机 Prime BSI Express正是适合这种应用的相机。Prime BSI Express 具有 18mm 对角线大视野和 6.5μm 像素尺寸，非常适合大量神经元的钙离子成像。CMS 模式读出噪声低至1个电子，提供了极佳的信噪比。另外，Prime BSI Express 全幅速度高达 95 fps，高速和高灵敏度的性能使其也能够胜任电压成像。通过使用 ROI 和像素融合，Prime-BSI-Express 可以实现超高速采集微弱的荧光信号。Kogo 博士表示，他们很高兴 Prime BSI Express 帮助他们实现了在神经网络中捕捉电压信号。

图1 左：DIC-IR、GFP标记和Archon1标记（电压信号）的神经元。右：从人类多能干细胞中提取并培养的神经元（兴奋性和抑制性）和星形胶质细胞。