光学前沿动态
OPTICS FRONTIERS
09
2024
-
10
电压成像新工具！中国科学院王凯团队开发了一种新型三维电压成像新技术，大幅度提高了电压成像的通量！
作者：
电压成像直接测量神经元活动，有望理解单个神经元和群体之间的信息处理。然而，由于同时要求高成像速度和信噪比、大体积覆盖和低光漂白率，大神经元群上的成像电压一直是一个挑战。
2024年10月8日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心王凯团队在Nature Methods（IF=36）在线发表题为“Volumetric voltage imaging of neuronal populations in the mouse brain by confocal light-field microscopy”的研究论文，该研究开发了一种共聚焦光场显微镜，通过结合速度增强相机，快速和强大的扫描机制，激光散斑噪声消除和优化的光效，超越了传统的速度和噪声性能限制。
通过这种方法，该研究同时记录了小鼠皮质中直径为800µm、厚度为180µm的300多个峰值神经元，记录时间超过20分钟。通过整合空间和电压活动谱，研究人员绘制了清醒小鼠大脑的三维神经协调模式。该方法对于体积电压成像的常规应用具有鲁棒性。
双光子显微镜可以穿透脑组织深处，并已在大型神经元群中证明了体积钙成像。然而，成像速度太慢，无法直接扩展到电压成像。为了提高成像速度和吞吐量，引入了双光子激发焦点的时空复用技术;然而，同步记录目前是在一个平面上实现的，与体积成像相比，限制了它们进一步提高吞吐量。双光子显微镜也优化了纵向电压成像，通过扩大体积减少光漂白。然而，由于其串行扫描方案，所需的高成像速度损害了可以同时记录的神经元数量。
在这项工作中，作者开发了一种共聚焦光场显微镜，能够在400 Hz下成像直径为800 μ m、深度为180 μ m的体积，噪声性能接近理论极限。这使得Voltron能够同时对小鼠初级视觉皮层的大约1000个神经元进行电压成像。在这个成像的群体中，超过300个神经元表现出足够的信噪比来记录它们的峰值活动。这些神经元中约有三分之一对视觉刺激有反应，表现出典型的定向和方向选择性，表明在群体水平上成功地光学记录了感觉诱发的尖峰。这种高通量体积电压成像持续数十分钟。它可以分析3D分布的神经元群体之间的快速时间协调，并确定正相关和负相关神经元群体的不同空间模式。总的来说，共聚焦光场显微镜代表了一个有价值的进步，在满足更大的神经元群和3D体积内对体内电压记录日益增长的需求。
重庆市崇帆科技有限公司 光学平台 膜厚仪 OCT 光学相干断层扫描 LabVIEW控制
最新动态
感谢您访问崇帆科技官方网站，如有合作意向或建议，请通过以下方式联系我们，我们会尽快给予回复，谢谢！
移动版
官方公众号