Ahhoz hogy megértsük az idegsejtek és idegsejt hálózatok jelintegrációjának működését, az aktivitást (azaz a kimeneteket) szimultán kell mérni több térbeli lokációban: idegsejtek dendritjeiben, axonjaiban illetve az ezekből felépülő neuronhálózatokban. Egy olyan új módszert fejlesztünk, amely képes a két-foton effektus segítségével 3D-ben egyszerre mérni és fotokémiailag aktiválni számtalan térbeli lokációban a jelenleg elérhetőknél lényegesen effektívebb GABA és glutamát fotokémiai anyagok és egy újfajta szilicium karbid alapú feszültség szenzor segítségével. A mikroszkóp nagy térfogatban (> 700x700x1400 µm3), és több mint 50/pont kHz-el lesz képes komplex téridőbeli szinaptikus bemeneti mintázatokat generálni az új fotokémiai anyagok segítségével, ezáltal lehetségessé válik a neuronhálózatokra jellemző komplex fiziológiás mintázatok reprodukálása. Másrészt ezzel párhuzamosan, a fenti nagy térfogatban és sebességekkel, lehetséges lesz a sejtek kimenetének, és a köztes információfeldolgozási állomásoknak is az egyidejű mérése. Hasonlóképpen nemcsak idegsejtek, hanem neuronhálózatok kimenet-bemenet karakterisztikáját is feltérképezhetjük. A fentiekben használt szilícium karbid (Si:C) feszültség szenzor nem toxikus, non-invazív és két-fotonosan is gerjeszthető, ezért vélhetően az idegtudomány, a biológia és az orvostudományok több területén kerülhet alkalmazásra. 
A komplex metodikát arra használjuk ebben a projektben, hogy kvantitatívan megmérjük a neuronális jelösszegződés matematikai természetét komplex ideghálózati működés közben, egész konkrétan: az éles hullám (sharp wave) aktivitás alatt, amikor jellemzően összetett szinkron aktivitás érkezik 1-1 idegsejtre.