全脑神经动态的协调

神经振荡与时空行波日益被证明是神经编码的主动机制，而非伴随现象，但它们在感觉运动信息处理中的因果作用至今缺乏直接的行为学证据。我们发现的全脑旋转波（Science, 2026）为此提供了突破口。在此基础上，实验室从三个方向展开研究：

• 记录：以多探针电生理解析全脑感觉运动神经动态

• 解码：阐明旋转波的功能逻辑

• 调控：揭示调控中枢对神经动态的门控机制

我们以小鼠大脑为模型，结合全脑钙成像、高密度胞外记录探针，以及复杂的认知行为任务等前沿技术来回答这些基本问题。

静息与行为状态下的全皮层神经动态

不同脑区的神经活动表征行为过程中身体各部位的激活，或者在静息状态下的记忆重现。全脑神经活动通常呈现出动态模式，类似于水流或大气系统中的漩涡和湍流现象的波动。这些复杂的脑动态可以通过广域脑钙成像有效捕捉。

通过整合多模态的群体神经电活动，我们可以识别并总结这些脑波动态传播的基本规则和原理。此外，研究决策任务过程中的全皮层动态模式，可以启示我们其在认知和行为中的功能角色。

单神经元活动与群体神经动态

来自皮层下脑区的神经活动， 如丘脑，中脑和神经调节区域等，在塑造全皮层动态中起着关键作用。为了研究单神经元活动与群体动态之间的关系，我们使用高密度硅探针同时记录数百个神经元的活动，同时通过广域脑成像监测全皮层神经动态。

由我和合作团队开发的Neuropixels Ultra/HD 探针，非常适合在特定脑区内高密度采集单神经元的活动。通过将这些单细胞活动电记录与光遗传学技术结合，我们能够解析特定细胞类型对调节全皮层神经动态的贡献。