研究人员证明near-non-invasive体内成像在小鼠皮层以前所未有的深度
一个研究小组从香港科技大学(科大)首次展示了体内成像的小鼠皮层神经元结构通过完整的头骨750µm pia以前所未有的深度,使得高分辨率显微镜在非侵入性和附近的皮质明显促进大脑的研究生活。
直接和非侵入性的可视化的神经元、神经胶质和微脉管系统在大脑中体内对提高我们理解大脑如何至关重要的功能。近几十年来,伟大的努力都集中在发展中小说完整大脑的体内成像的技术。然而,没有一个普遍的技术,包括超声成像(超声),正电子发射断层扫描(宠物)和磁共振成像(MRI),提供了足够的空间分辨率可视化在亚细胞水平的生物结构。
而three-photon显微镜等光学显微镜(下午3点)可以提供结构和功能信息在高时空分辨率活标本,光学畸变和散射发生在光穿过和与非均匀生物组织,从根本上限制了性能的光学显微镜的分辨率和深度。
虽然自适应光学(AO)是一个可能的解决方案来纠正偏差和恢复体内的决议光学显微镜,但是它也存在缺点:传统的导星信号波前传感快速当成像深度增加逐渐消退。
现在,共同Jianan曲教授在电子和计算机工程系教授,教授南希·IP,椅子教授在生命科学分工,一个科大研究小组开发了一个显微镜,结合了3点和AO的两种形式,展示快速测量和低阶和高阶像差的校正组织在伟大的深度。
该技术利用两个AO技术:直接与相敏传感检测和共轭焦点自适应光学(曹)与远程集中。然后指导明星信号编码和解码的实现AO修正畸变像差测量。这些使异常电场点扩散函数的精确测量激光的组织,在大型的快速校正畸变成像大脑的体积。
团队验证的成像性能AO-3PM系统使用波长1300 nm,成像通过完整的头骨体内和体外的准备。结果表明,AO-3PM实现高空间分辨率大大提高荧光信号在一个大的深度,和高分辨率体内结构和功能成像小鼠皮层通过完整的头骨750µm低于软脑膜。
进一步,通过使用一个小学生AO-3PM,团队实现高分辨率成像的皮层下结构内部1.1毫米软脑膜下完整的大脑。利用他们独特的AO技术,提供的紧密关注团队继续演示AO-3PM指导的能力精确的激光显微手术和术后调查小胶质动态的皮层通过完整的头骨。
利用婚姻”是绝对有趣的电子和光学实验生物学带来一个新工具,“瞿教授说。“总的来说,我们的结果表明,AO-3PM技术拥有巨大的潜力来推进体内成像技术和促进研究大脑的生活。”
“这是真正了不起的这种先进的AO-3PM系统可以实现什么,“Ip教授解释说,“这种先进的高性能和无与伦比的精度深部脑成像技术将显著扩大我们对生活的理解大脑最佳的生理表征。”
研究结果已发表在最近自然生物技术。
