在小鼠大脑中通过共聚焦光场显微镜对神经元群体进行体积电压成像

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物物理学的生物物理.
• 光学成像技术的成像

背景情况:

• 电压成像可以直接测量神经元活动,这对于理解神经信息处理至关重要.
• 目前速度,信号噪声比和体积覆盖率的限制阻碍了大规模的神经元群体成像.

研究的目的:

• 开发一种先进的显微镜技术,克服体积电压成像现有的局限性.
• 为了使大量神经元与高时空分辨率的同时记录.

主要方法:

• 开发一个共聚焦光场显微镜,集成一个增速摄像头和快速扫描.
• 实施激光光消除噪声和优化光效.
• 在清醒的小鼠皮层中应用,用于体内神经活动记录.

主要成果:

• 从300多个尖端神经元实现了同时记录,直径为800μm,厚度为180μm的体积.
• 持续录制超过20分钟,具有高速和信号噪声比.
• 通过整合空间和电压活动,成功地绘制了三维神经协调模式.

结论:

• 开发的共聚焦光场显微镜显著提高了体积电压成像能力.
• 这种强大的方法有助于在复杂的大脑电路中研究神经动力学的常规应用.
• 提供了一个强大的工具,用于研究神经信息处理 in vivo.