新技术，如光纤光度测定法，能够克服长期存在的方法学限制，并促进对神经元机制的更好理解。本研究首次旨在将新获得的多巴胺指示剂（GRABDA2m）与这种新颖的成像技术相结合加以应用。在此，我们呈现了一个详细的方法路线图，可实现对活体自由活动动物的纵向重复递质释放监测，并提供了概念验证数据。这种新颖的方法能够以新的视角观察啮齿动物模型中内侧前脑束（mfb）深部脑刺激（DBS）后伏隔核中的多巴胺释放模式。我们的结果表明，在至少 14 天的 DBS 诱导的光度测量中，多巴胺水平的读数是可靠的。我们发现，与基线多巴胺活动状态相比，mfb-DBS 在刺激期间（5 秒和 20 秒 DBS）能够引发多巴胺反应增加，在约 1 秒达到最大峰值幅度，然后在刺激后恢复。不同的 DBS 脉冲宽度（PWs）的影响也表明对这种神经递质反应可能存在差异影响，但未来的研究需要对此进行验证。使用所描述的方法，我们旨在深入了解病理模型和健康模型之间的差异，并更详尽地阐明 DBS 发挥治疗作用的机制。
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一、介绍
脑刺激策略正成为多种神经精神疾病的关键治疗选择。在难治性抑郁症（TRD）患者的临床试验中，对内侧前脑束（MFB）的上外侧分支进行慢性深部脑刺激（DBS）已被证明能迅速且长期改善抑郁症状。临床前研究正在利用抑郁症的啮齿动物模型来探究 DBS 可能的作用机制。
关于内侧前脑束 DBS 在临床和临床前研究中产生积极效果的一种假说认为，刺激能够调节功能失调的奖赏通路中关键区域的顺行和逆行活动：腹侧被盖区（VTA）、伏隔核（NAc）和内侧前额叶皮质（mPFC）。根据这一观点，内侧前脑束 DBS 首先调节连接 mPFC 与 VTA 的谷氨酸能纤维，随后通过 VTA-NAc 神经元多巴胺激活间接影响 NAc 多巴胺动力学。
抑郁症是一种多因素疾病，其病理生理学与众多机制相关。本文重点关注多巴胺，因为这种神经递质在动机、强化学习、与奖赏相关的进程中发挥着关键作用，并且在重度抑郁症（MDD）中表现出的快感缺失（愉悦感丧失）状态中具有重要意义。
尽管临床上常用的慢性高频刺激参数（频率：130 赫兹，脉冲宽度：60 微秒）原则上似乎有效，但有关深部脑刺激（DBS）刺激参数的问题仍存在。与病理相关的神经纤维的物理和解剖特性是纤维兴奋性的关键决定因素，而这反过来又应决定所应用的刺激参数。关注这些因素并提高我们对参数的理解，可能会带来差异化的更好治疗效果。多巴胺能纤维和谷氨酸能纤维在物理和解剖特征上有所不同，因此对注入电流的量的反应不同，并在它们所连接或发源的区域产生不同的释放和激活模式。过去的研究着眼于丘脑底核深部脑刺激参数对神经元反应期的自我刺激效应。最近，通过电生理学或伏安法的研究着眼于刺激参数如何影响不同神经元亚型的释放模式，例如多巴胺能神经元。我们团队研究人员最近的一项研究使用快速扫描循环伏安法（FSCV）应用了时值（刺激持续时间与纤维电反应关系）原理，表明不同的 DBS 脉冲宽度对健康大鼠和抑郁模型大鼠伏隔核中多巴胺释放模式的影响存在差异。需要更精细的研究来探究不同 DBS 参数对不同靶向结构和神经递质可能产生的影响。
目前，用于测量体内深部脑刺激（DBS）诱发的神经递质释放的主要实验方法是透析法或伏安法。然而，这两种方法都不适合在疾病模型啮齿动物中进行重复和长期测量，以观察神经递质释放随时间的变化动态。为了便于对大脑中神经递质投射进行长期稳定的监测，我们测试了光纤光度测定法（FP），这种方法更适合回答我们的实验问题，关于该技术的全面描述可参见其他文献。FP可用于监测特定脑区与一般或亚型选择性神经活动相关的荧光传感器。在该方法中，一根植入特定脑结构的光纤用于传递激发光，并吸收来自生物传感器的发射荧光，然后将其传递给光电探测器，再传递给放大器进行进一步的信号处理。感兴趣的分子通过基因编码的荧光指示剂（GEIs）进行标记，可通过激发 GEIs 至更高能量状态并吸收其发射的荧光来进行定量。GEIs 通过病毒质粒注入目标脑结构，使用光纤和 LED 激发进行记录。在特定情况下，GRABDA2m 这些 GEIs 利用自然存在的多巴胺 D2 受体，在其第三个细胞内环表达绿色荧光蛋白（GFP）。当多巴胺与基因编码的多巴胺指示剂受体结合时，整个复合物通过配体稳定构象变化，增加绿色荧光发射水平，然后可以对其进行定量，并与基线发射水平进行比较。
当前的工作旨在建立协议并提供使用光纤光度法的原理证明，（i.）研究丘脑底核深部脑刺激（mfb DBS）参数与伏隔核（NAc）多巴胺释放之间的关系，（ii.）在少数自由活动的健康啮齿动物中以纵向方式进行。用于纤维光度测定的生物传感器的快速发展和改进，如今使得能够更好地研究丘脑底核脑深部电刺激对特定神经递质释放的实时急性和慢性影响，从而更好地理解其缓解抑郁症的机制。
二、材料与方法
01. 动物 – 实验设计
三只 Long–Evans 大鼠（1 只雌性，2 只雄性，内部繁殖）在手术时体重约 250 – 300 克，在手术植入后单独饲养。随意提供水和食物颗粒。光照周期设定为早上 7 点至晚上 7 点，并持续监测温度和湿度（分别为 22 ± 1 °C 和 50 – 60%）。在刺激/记录开始前，大鼠适应头部植入物四天。手术后四周开始记录，以等待病毒表达。所有程序均根据弗莱堡地区伦理委员会进行，并遵循欧盟指令 2010/63/EU。
实验设计（图 1A）包括在两周内进行一段时间的记录（每周一次），在此期间，在每次实验中依次使用不同的脉冲宽度（100、250 和 350 微秒）。一次实验包括 5 分钟的基线记录，然后是 5 秒（第 1 周）或 20 秒（第 2 周）的 130Hz 方波双相 DBS 脉冲，其中一种为三种特定脉冲宽度之一，随后是 5 分钟的刺激后记录。通过确定引起寻求行为反应的最小电流（100 – 300 微安）为每只动物调整刺激幅度。寻求表型可以描述为刺激诱发的、快速和短暂的（与中脑边缘多巴胺系统 DBS 的开始和结束密切相关）探索、搜索和站立行为的增加（有关描述，请参阅参考文献）。三种不同脉冲宽度（块 1、2、3）的整个刺激脉冲宽度模式重复 3 次，每次重复之间有 30 分钟的恢复时间。
图 1. （A）实验设计。长-埃文斯大鼠每次实验接受 5 分钟基线记录，随后接受 5 秒（第 1 周）或 20 秒（第 2 周）130 赫兹的深部脑刺激，平均刺激幅度为 200 微安，刺激间隔 10 分钟。整个实验设计针对每种不同的深部脑刺激参数（100/250/300 微秒脉冲宽度）重复 3 次，每次重复之间有 30 分钟的洗脱期。（B）手术靶区示意图（中间图像）。中脑腹侧被盖区深部脑刺激电极的组织学验证（左图），伏隔核内光纤植入和病毒注射部位（右图）。比例尺：1000 微米。放大比例尺：200 微米。
02. 手术（病毒载体、光纤、DBS 电极）
大鼠用 4 – 5% 的异氟烷麻醉，置于立体定位仪中，并以 1 – 2.5% 的浓度持续供氧（1 升/分钟）。手术期间，大鼠分别在植入前和植入后接受约 1 毫升 5% 葡萄糖溶液两次，手术结束时，停止麻醉后皮下注射 0.05 毫克/千克的丁丙诺啡。使用 2000 纳升的注射器将多巴胺传感器 GRABDA2m（AAV9-hsyn-DA2m(DA4.4)；滴度：4.37E + 13）的病毒注射到左半球的两个不同坐标（靶向伏隔核壳）以实现良好扩散并覆盖目标区域：（1）AP：+1.6，ML：+1.0，DV：-7.0；（2）AP：+1.2，ML：+1.0，DV：-7.0。注射速率为 100 纳升/分钟，每个坐标注射的总体积为 200 纳升。每次注射后，等待 2 分钟再拔出注射针，以便病毒溶液在组织中吸收，避免拔针时扩散。将直径为 400 微米、数值孔径为 0.66 的硼硅酸盐材质光纤（接头：金属套管 MF2.5，Doric Lenses，魁北克市，加拿大）植入伏隔核（AP：+1.4，ML：+1.0，DV：-6.8）。将直径为 127 微米的裸线、外径为 200 微米的双螺旋定制聚全氟烷氧基聚合物（PFA）涂层导线植入中脑腹侧被盖区（AP：-2.8，ML：+0.7，DV：-7.7）。所有目标坐标均以“压平颅骨”后的前囟为参照点，即前囟和后囟的背腹坐标相同。在植入物附近将两个直径为 1.2 毫米的锚定微型螺钉拧入颅骨，随后用骨水泥固定，以实现颅骨内植入物的稳固。电极导线连接到从插座连接器上切割下来的 6 针母插座（3 针，2 排）。
03. 光纤光度计（FP）记录 – 数据分析
在实验区域内一个空的实验箱中进行体内记录。每次记录前均测量补丁线缆的功率。使用交配套管（Doric Lenses，魁北克市，加拿大）将动物与 FP 补丁线缆连接，并将 DBS 电缆的公头连接器与植入的母头连接器连接。使用荧光微型立方体、发光二极管、发光二极管驱动器、荧光探测器以及 Synapse Suite Version 94 软件和 RZ5 BioAmp 记录光度信号。绿色荧光蛋白（GFP）敏感和等吸收（GFP 不敏感，用于去除运动伪影和荧光漂白）的 LED 激发光信号分别为 465 纳米和 405 纳米。信号以 6 千赫兹进行数字化。由定制刺激器生成的晶体管 – 晶体管逻辑（TTL）DBS 脉冲被发送到 RZ5 BioAmp 处理器，并与荧光信号共注册。
使用 pMAT v1.2 和定制的脚本通过将 GRABDA2m 多巴胺传感器活动产生的原始 GFP 信号（465 纳米，F465）与等吸收信号（405 纳米，F405）进行拟合，以获得不受运动伪影影响且与多巴胺无关的任何其他生物过程的相应多巴胺荧光（Δ𝐹𝐹）（方程（1））：
控制通道的缩放是使用 MATLAB 集成函数 polyfit 来执行的。DBS 事件（Event）的最终共配准和标准化（z 分数（公式（2）），与基线的标准差数量）是使用在 DBS 事件之前采集的 5 秒基线采样窗口和 100 个恒定区间来进行的，以便提取：（a）曲线下面积（AUC）（使用 MATLAB 的 trapezoidal 方法 trapz 在定义的窗口内下降的曲线部分），（b）荧光信号的最大值（在每个时间窗口下出现的峰值）和（c）它们出现的时间，以解释 mfb DBS 的响应动态，并可能能够揭示和探索中脑多巴胺神经元的进一步跨突触激活。
针对深部脑刺激（DBS）事件，分别在以下时间段获取了个体的 z 分数：（a）基线期：-5 至 0 秒；（b）DBS 进行期间：0 至 5 秒（第 1 周）或 0 至 20 秒（第 2 周）；（c）刺激后 5 秒或 20 秒。在 20 秒 DBS 的情况下，刺激后 20 秒的时段被划分为 5 秒的间隔，以便更详细地观察时间效应。数据的可视化使用 GraphPad Prism 9.0.0® 和 MATLAB R2019b® 完成。
04. 免疫组织化学
大鼠经腹腔注射 100 毫克/千克氯胺酮（10%）与 10 毫克/千克赛拉嗪（2%）麻醉后，用生理盐水和 4%多聚甲醛灌注。脑组织在 4%多聚甲醛中过夜，随后置于 30%蔗糖溶液中。脑组织在切片机中切成 40 微米厚的切片，并嵌入组织冷冻介质中。之后，通过针对绿色荧光蛋白（GFP）和酪氨酸羟化酶（TH）的染色（分别使用小鼠（ms）抗 GFP A11120（1：500）和兔（rb）抗 TH AB152（1：800）抗体）来验证电极、光纤放置和病毒表达情况，随后与二抗山羊（Gt）抗 ms 488 A11001（1：200）和 Gt 抗 rb 568 A11011（1：200）一起孵育。两种情况下，抗体溶液均在 1%牛血清白蛋白（BSA）和 0.3% PBS-Tx 中稀释。切片用荧光显微镜（AxioImager2 20 倍物镜）扫描。
05. 统计分析
所有结果均以均值及均值的标准误差（SEM）形式呈现于柱状图中。数据通过夏皮罗 – 威尔克检验进行正态性检验。当数据不符合正态分布时，采用非参数的弗里德曼方差分析（ANOVA）检验来确定各组之间的统计学差异。对于正态分布的数据，使用双向重复测量（RM）方差分析（Greenhouse-Geisser 校正用于调整球形性缺乏）对记录的每一周（5 秒或 20 秒深部脑刺激）进行分析，必要时进行事后邦费罗尼校正（因素：脉冲宽度、时间间隔及其交互作用）。最大值的时间点通过单向 RM 方差分析进行统计学显著性评估，针对记录的每一周进行。所有统计分析均使用 GraphPad Prism 9.0.0® 和 OriginPro 2019b® 进行。统计学显著性设定为：p < 0.05 *，p < 0.01 **，p < 0.001 ***，p < 0.0001 ****。
三、 结果
组织学验证确认了电极、光纤和病毒表达在期望的目标区域（腹侧纹状体、伏隔核，图 1B 左右图）的正确放置。GFP 组织染色后的荧光指示剂信号强度在 1.93×10^6 ± 0.09×10^6 平方微米的区域内为 312.8 ± 43.0 任意单位，表明在期望的目标区域有分布均匀且强度很高的信号，以进行 FP 记录。在未标记病毒的对侧半球中，荧光水平在划定的平均区域 2.00×10^6 ± 0.11×10^6 平方微米内为 180.7 ± 17.1 任意单位。在每次记录前测量的光纤尖端功率为 50.5 ± 1.2 微瓦，在各记录会话中保持稳定。每次单次刺激试验和所用的 DBS 参数后获得的多巴胺反应，相对于伏隔核的基线活动，均产生了增强的多巴胺反应，且随着刺激时间的延长（5 秒，图 2A 和 20 秒，图 2B）而降低。所有脉冲宽度（PW）和深部脑刺激（DBS）会话的基线活动动态评分相似（所有 5 秒 DBS 的 AUC：35.96 ± 33.65 a.u.；20 秒 DBS 的 AUC：10.55 ± 34.35 a.u.；图 2C、D）。一旦应用 DBS，所有 PW 的这些值都显著增加，20 秒 DBS 的值高于 5 秒 DBS（所有 PW 和试验在刺激期间的平均 AUC z 分数：5 秒和 20 秒分别为 323.5 ± 65.2 和 409.1 ± 97.2 a.u.）。然而，在 5 秒 DBS 中，350 微秒的 PW 能够诱导比较短的 PW 略高的多巴胺反应（图 2C、E）。DBS 关闭后，多巴胺光度读数恢复到接近或低于之前的基线水平，20 秒 DBS 的所有 PW 更多情况下低于基线水平（图 2D）。总体而言，无论是 5 秒还是 20 秒 DBS，进行双向重复测量方差分析后，均未达到统计学意义（5 秒 DBS 时间间隔因素：F(1.05，2.12) = 7.1，n.s. p = 0.11；PW：F(1.28，2.56) = 6.89；n.s. p = 0.92；交互作用：F(1.02，2.04) = 0.76，n.s. p = 0.48；20 秒 DBS 时间间隔因素：F(1.05，2.10) = 2.20，n.s. p = 0.27；PW：F(1.02，2.03) = 0.11，n.s. p = 0.77；交互作用：F(1.02，2.04) = 0.28，n.s. p = 0.65），这表明所使用的脉冲宽度的分离范围无法通过光度读数记录多巴胺反应的主要和差异变化。
图 2. （A）5 秒脉冲宽度（PW）深部脑刺激（DBS）和所有脉冲宽度（100、250 和 350 微秒）的平均多巴胺曲线。（B）20 秒脉冲宽度（PW）深部脑刺激（DBS）和所有脉冲宽度（100、250 和 350 微秒）的平均多巴胺曲线。（C）所有脉冲宽度在基线期、5 秒刺激期和刺激后 5 秒的曲线下面积（AUC）。（D）所有脉冲宽度在基线期、20 秒刺激期和刺激后分段的曲线下面积（AUC）。总体而言，在刺激的第一秒多巴胺反应最大增加，随后逐渐恢复到基线水平以下。（E）所有时间间隔达到的最大多巴胺荧光信号幅度。双向重复测量方差分析发现时间效应显著（p < 0.05）。（F）所有时间间隔达到的最大多巴胺荧光信号幅度。（G）刺激开始后多巴胺荧光信号达到最大值的时间。所有脉冲宽度（PW）和条件下的时间均相似。
不同深部脑刺激（DBS）刺激时间的峰值振幅变化不大；5 秒 DBS 和所有脉冲宽度下的最大平均 z 分数为 20.2 ± 2.3 a.u.，20 秒 DBS 为 21.3 ± 2.7 a.u.。统计分析仅在 5 秒 DBS 的双向重复测量方差分析中显示时间间隔具有显著性，但事后 Bonferroni 检验未发现各组间有显著差异（时间间隔：F (1.22, 2.45) = 26.82, * p = 0.02；脉冲宽度：F (1.16, 2.33) = 5.5, n.s. p = 0.13；交互作用：F (1.09, 2.17) = 0.53, n.s. p = 0.55）。然而，20 秒 DBS 在任何时间间隔之间均未显示出显著变化（Friedman 方差分析：χ²F (1) = 3, p > 0.05）。有趣的是，无论使用何种 DBS 持续时间或参数，达到这些峰值振幅的时间均未发生变化（5 秒 DBS – 100 微秒：0.66 ± 0.05 秒，250 微秒：0.66 ± 0.02 秒，350 微秒：1.24 ± 0.46 秒；20 秒 DBS – 100 微秒：0.70 ± 0.04 秒，250 微秒：0.65 ± 0.06 秒，350 微秒：0.73 ± 0.05 秒），除了 5 秒 DBS – 350 微秒情况下的异常值。单向重复测量方差分析未显示在任何 DBS 持续时间条件下任何 PW 的统计学显著变化（F(1.2, 2.5) = 0.72, n.s. p = 0.50），因此表明多巴胺反应的时间动态非常相似，与所采用的 DBS 参数无关。
四、讨论
中脑腹侧被盖区（VTA）发出的 A10 中脑皮质边缘多巴胺能投射通过内侧前脑束（mfb）投射至伏隔核（NAC）和背外侧前额叶皮质。在情感神经科学文献中，这条通路被称为“寻求”系统，被认为作为支持探索和控制食欲性学习的积极情绪和欣快行为的神经基础。中脑皮质边缘多巴胺能通路还与临床抑郁症中受影响的复杂情绪调节有关，例如“渴望”、“欲望”、“期待”和“希望”；在实验研究中，这些功能转化为动机、快感缺乏或奖励导向行为。
本研究首次将多巴胺指示剂（GRABDA2m）与光纤光度法相结合，以研究内侧前脑束深部脑刺激（DBS）作用下的生理学，并在重复时间点纵向评估多巴胺释放情况。这种新技术克服了许多标准技术的局限性，为进一步探究急性及慢性 DBS 机制开辟了道路。在这两种方法中，都存在有关神经递质检测灵敏度和选择性的问题，分子不准确，或者例如无法针对电化学惰性物质（如谷氨酸）进行靶向，或者无法进行长期（例如 2 至 6 周）的研究。迄今为止，仅有一项单纤维光度研究探索了介导的深部脑刺激（DBS）效应，将光度读数整合起来，尽管是在进食障碍模型中直接在伏隔核（NAc）进行刺激和记录，这也表明了这种技术在无电学伪迹的记录平台中阐明 DBS 机制的新颖性。
与我们之前的工作相比，当前的方法克服了将记录限制在麻醉动物急性读数的局限性，因为我们能够在自由活动的动物身上实现随时间的重复记录。我们证明了所提出的中等亲和力多巴胺生物传感器（GRABDA2m）是一种基于 D2 受体的新型传感器，与前一代传感器（GRABDA1m）相比，其动态范围有所增加，能够以高度时空分辨的方式可靠且一致地检测到由直接电刺激中脑腹侧被盖区（mfb）纤维所引起的下游多巴胺变化。该方法能够持续追踪诱导和聚集的局部多巴胺神经元群体活动，同时在时间上保持光学分辨能力（避免光漂白效应）。这证实了其在慢性“抑郁样”啮齿动物模型中的潜在应用价值，在这种模型中，重复的纵向监测与行为测试相结合至关重要。还必须指出的是，这里使用的传感器是基于多巴胺 D2 受体的，因此与基于多巴胺 D1 受体的指示剂（如 dLight）所涉及的不同过程有所区别。通过这种方式，我们能够区分多巴胺在不同受体亚型中的一种生理结合，即与动机相关过程联系更紧密的那种受体亚型，从而确定深部脑刺激介导的“抗抑郁样”状态。从分子和技术角度来看，所使用的基于 D2 受体的指示剂比 dLight 传感器具有更高的信噪比，只是其关闭动力学稍慢，这在一定程度上阻碍了通过累加过程对一些更快且更易波动的动态过程的可视化。然而，从实际角度来看，所采用的传感器适用于所用的深部脑刺激调节过程，并且在所用的刺激时间内，传感器的开启动力学是合适的。
在健康和抑郁表型动物模型中、自我刺激研究或使用成瘾药物的研究中，已经证实了中脑腹侧被盖区深部脑刺激（mfb DBS）后多巴胺系统的急性激活。因此，我们的研究结果也表明，在 mfb DBS 期间，伏隔核（NAc）中的多巴胺释放直接增强。然而，也有许多研究显示了相互矛盾的结果，这些结果更具体地与行为结果相关，这表明需要进一步证实 DBS 对多巴胺传递的影响。
在对脉冲宽度（PW）结果的分析中，我们没有观察到在任何 DBS 持续时间下该参数存在显著差异。在 5 秒 DBS 350 微秒 PW 条件下，观察到了一种差异趋势。然而，与较短的 5 秒刺激相比，较长的 DBS 间隔（20 秒 DBS）显示出对多巴胺动力学和恢复到更负的基线状态具有更长且更持久的影响，这表明释放模式存在不同的动力学特征。这一观察结果可能是由于不同的通路调节、募集的纤维类型和/或数量以及激活时间所致，这可能与 GRABDA2m 的特定时间动态特性有关。峰值幅度的略微延迟可能与多巴胺能纤维的间接或跨突触激活假说有关。延迟的峰值幅度可能与本研究中使用的脉冲宽度（100 – 350 微秒）范围无关，因为更高的脉冲宽度可能会对多巴胺的时间反应产生不同影响，已有研究表明，较长的脉冲宽度（> 500 微秒）对神经元的不应期有更强的影响。在我们的研究中，我们无法排除使用不同脉冲宽度对不同纤维类型激活的影响，也无法判断其有效性，但我们验证了对多巴胺释放的影响，因为这并非本研究的范围。然而，要证实这两个假设，还需要更多的证据。
研究中发现的变异性（异常值）（不同动物之间的个体差异）可能是由于样本量小以及立体定向手术中的方法学相关不准确性所致。例如，光纤植入精度的差异、难以控制标记多巴胺指示剂的细胞数量以及在中脑腹侧被盖区（mfb）内植入深部脑刺激（DBS）电极的位置，可能会导致激活不同数量的纤维亚型（多巴胺细无髓鞘纤维与谷氨酸厚髓鞘纤维），这也解释了其目标结构的功能异质性，从而导致量化多巴胺反应量的不同。
该研究存在若干局限性，其中之一是样本数量。为解决这些问题，未来我们将使用更大的样本量来提高研究的效力和可重复性。此外，我们还将把测量范围扩展到疾病模型和健康模型，涵盖雄性和雌性动物（无偏见），并在行为任务期间进行测量。未来的研究还将调查其他 DBS 参数，并分别刺激 mfb 内的特定比例纤维（多巴胺能纤维与谷氨酸能纤维）或同一束内的特定通路，以靶向伏隔核（NAc）的不同亚区或其他与重度抑郁症（MDD）相关的靶点，如前额叶皮质（mPFC）。为解决基于技术的限制，即相对较低（第二量级）的时间分辨率问题，我们将结合荧光成像（FP）和电生理记录，通过电生理学提供亚秒级的群体测量，同时利用荧光成像提供的细胞特异性、长期且无伪迹的记录平台。更好地理解参数如何对多巴胺或谷氨酸释放产生不同影响和调节，能够通过实施基于上下文依赖的选择性神经递质的自适应深部脑刺激（DBS）策略，改善未来 DBS 的临床应用。
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