大脑消耗大约 25% 的身体氧气来为其神经活动提供能量，这凸显了充足的氧气供应对于维持正常认知功能的重要性。因此，监测脑氧水平对于评估神经健康、识别潜在脑损伤以及改善重症监护环境中的患者预后至关重要。

据最新一期《光：科学与应用》报道，管博教授及其同事推出了一种创新的头戴式显微镜。这种尖端设备能够对小鼠的氧合进行连续成像，而不会限制其运动。

这种新型显微镜利用无标记光声成像功能进行脑氧合监测。它采用光纤将激光脉冲引导和聚焦到生物组织中。还集成了一个额外的光纤传感器来检测由激光触发的超声波。

利用含氧和脱氧血红蛋白的不同吸收光谱，该团队利用双色激光脉冲通过具有单血管分辨率的光谱分离过程来测量血氧饱和度。

这种微型探针可以方便地固定在自由活动的小鼠头部，便于实时成像，同时观察大脑中各个血管的氧合和血流动力学。例如，该团队展示了一部通过连续大脑成像制作的短片，展示了从麻醉状态到清醒状态过渡期间皮质中氧合作用的增强。

此外，他们在动物处于自由活动状态时，对脑血管对急性缺氧和高碳酸血症的反应进行了细致的研究。这使得研究人员能够辨别与不同气体呼吸和浓度相关的不同血流动力学反应。