A multi-channel optical imaging and stimulation system includes a light source to deliver light beams into a light guide. Different light beams are coupled into different spatial modes supported by the light guide. The light guide includes multiple segments, each of which defines a window to couple a specified group of spatial modes out of the light guide to illuminate or stimulate a target. Light reflected, scattered, or emitted by the target is also collected by the windows in the light guide. The light collected by different windows is detected by different pixels of a detector, thereby creating a correspondence between the pixel location and the spatial location of site at which the light is collected. An image of the target is then reconstructed based on this correspondence.Linvention concerne un système de stimulation et dimagerie optique multicanal, qui comprend une source de lumière afin de délivrer des faisceaux lumineux dans un guide de lumière. Différents faisceaux lumineux sont couplés dans différents modes spatiaux pris en charge par le guide de lumière. Le guide de lumière comprend de multiples segments, dont chacun définit une fenêtre afin de coupler un groupe spécifié de modes spatiaux hors du guide de lumière afin déclairer ou de stimuler une cible. La lumière réfléchie, diffusée ou émise par la cible est également collectée par les fenêtres dans le guide de lumière. La lumière collectée par différentes fenêtres est détectée par différents pixels dun détecteur, en créant ainsi une correspondance entre lemplacement de pixel et lemplacement spatial du site au niveau duquel la lumière est collectée. Une image de la cible est ensuite reconstruite sur la base de cette correspondance.