大脑是控制行为、存储记忆、产生复杂感情的高级神经中枢。根据功能的相似性，大脑被分成许多不同的脑区。此前利用膜片钳技术，人们对单个神经元的电活动过程及其相关分子水平的变化有了相对系统的认识，但这些认识都过于微观，而神经环路才是处理信息的基本单元。但由于脑组织对光的高散射性，传统的光学成像系统已不能很好地满足脑科学的研究，神经环路层次的神经活动研究缺少有效的观测和记录手段。近年来兴起的光纤记录系统能够在较高的灵敏度和时间分辨率下实时地记录自由活动小鼠的神经元活动，是研究小鼠神经元活动与行为相关性的一种有效的技术手段。
武汉光电国家实验室付玲教授的科研团队，结合实际需求，和北京生命科学研究所的罗敏敏实验室合作，聚焦于对神经环路中多个参与脑区或者社交行为中多个动物进行同时记录的问题，提出了一种全新的可以方便扩展的多通道光纤记录系统（图 1（A））。该系统不仅像传统光纤记录系统一样适用于自由活动小鼠，还能实现对自由活动小鼠的多个脑区或社交行为中多个动物的钙信号进行实时稳定记录，具有足够的灵敏性、稳定性和扩展性，大大加强了光纤记录系统的应用范围。
利用光纤记录系统，北京生命科学研究所的罗敏敏实验室和付玲教授团队合作，开展了小鼠中缝背核（dorsal raphe nucleus）的五羟色胺类神经元（serotonergic neurons）编码奖赏的获得和期待的研究工作（图 1（B））。通过在中缝背核实时记录多种不同奖赏和惩罚信号的刺激条件下不同类型神经元的钙信号活动，揭示了不同类型神经元在动物自由活动过程中对奖赏及其惩罚信号的反应。
该研究为当前脑科学工作者针对神经活动的研究提供了一种有效手段和技术工具，弥补了当前研究神经环路层次的神经活动缺乏有效观测和记录手段的不足。
2016年01月28日，该合作研究成果“Serotonin neurons in the dorsal raphe nucleus encode reward signals”在Nature Communications杂志上在线发表（Vol. 7, No. 10503, DOI: 10.1038, 2016）。
2015年09月10日，研究工作“用于行为小鼠神经元群体钙信号记录的多通道光纤记录系统”（Multi-channel fiber photometry for population neuronal activity recording）全文发表在BIOMEDICAL OPTICS EXPRESS 杂志上（Vol. 6, No. 10, pp 3919-3931, 2015）。
(A) 多通道光纤记录系统在三通道模式下对三只自由活动小鼠的眶额叶皮层的神经元钙信号进行实时记录；(B) 利用光纤记录系统进行五羟色胺与奖赏的编码研究，记录食物摄取和舔蔗糖条件下五羟色胺神经元钙信号的实时变化。
