将纳米光子学用于快速和精确地重新配置光束以在体内对神经元进行光刺激的用途仍然难以捉摸。于此，美国哥伦比亚大学Michal Lipson和冷泉港实验室Adam Kepecs等人设计和制造了可植入硅基探针，该探针可以切换和发送多个光束，以刺激经过皮层的已识别神经元集，并同时记录产生的尖峰模式。

本文要点

1)器件中的每个开关都包含一个氮化硅波导结构，该结构可以通过电调谐光的相位而快速地重新配置，时间小于20μs。在麻醉的小鼠中显示，研究人员通过使用八束探针，可以独立刺激小群单个神经元，以亚毫秒精度产生多神经元尖峰模式。

2)研究人员还表明，集成了共同制造的电记录位点的探针可以同时进行光学刺激和电测量深脑神经活动。该技术具有可扩展性，可以进行光束聚焦和转向，并通过光束变形进行结构化照明。

综上所述，Michal Lipson等人对可重构可见波长纳米光子技术的演示是向可植入光学探针迈出的一步，可快速控制任意数量的单个神经元，用于神经科学研究的脑刺激。该设备的高带宽光刺激能力可能有助于探测行为背后的时空神经代码。此外，硅光子学和电子学的集成将使集成探针具有与当前可用的电记录探针的尺寸和分辨率相匹配的光学刺激能力。这种多功能大规模设备的开发将能够控制任意、遗传或功能定义的神经群体，以研究精确定时多神经元模式对神经计算和行为的贡献。

参考文献：

Mohanty, A., Li, Q., Tadayon, M.A. et al. Reconfigurable nanophotonic silicon probes for sub-millisecond deep-brain optical stimulation. Nat Biomed Eng (2020).

https://doi.org/10.1038/s41551-020-0516-y