摄影声学断层扫描与时间编码重建 (PATTERN) 用于对整个大脑进行交叉模式的个人分析
Yuwen Chen1,2, Haoyu Yang3,4,5, Yan Luo1,2
1Department of Electronic Engineering, Beijing National Research Center for Information Science and Technology, Tsinghua University, Beijing, 100084, PR China.
Nature communications
|May 18, 2024
概括
我们开发了带有时间编码重建 (PATTERN) 的光声学断层扫描技术,用于非破坏性,高速的3D全脑成像. 这种方法可以实现高分辨率的个体大脑的交叉模式分析和转录组研究.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学成像技术 生物医学成像技术
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- 全脑分析对于理解大脑功能和功能障碍至关重要.
- 传统的光学成像方法缓慢且具有破坏性,限制了跨模式研究.
- 现有的技术难以实现高速,非破坏性,3D全脑成像.
研究的目的:
- 开发一种用于非破坏性,高速,3D全脑成像的新平台.
- 为了实现对个体大脑的交叉模式分析和转录组研究.
- 克服传统成像技术在速度和样本扰动方面的局限性.
主要方法:
- 开发了带有时间编码重建 (PATTERN) 的光声学断层扫描.
- 使用了优化的图像采集方案和机器学习算法.
- 从基因编码探头通过基于光漂白的时间调制提取信号.
主要成果:
- 实现了 ex vivo 动物,鹿和非人类灵长类动物大脑的非破坏性,高速的3D成像.
- 在整个中枢神经系统中可靠地可视化神经投影,具有3D同位素分辨率.
- 简化了个体大脑的跨模态转录组分析,没有结构性干扰.
结论:
- PATTERN提供了一种兼容和多功能的策略,用于在个人层面上进行大脑范围的交叉模式分析.
- 这种技术可以实现高分辨率,形态学上真实的全脑成像.
- 它为集成的多模式大脑研究开辟了新的途径.
