基于长GRIN镜头的微内镜中的偏差校正用于大脑深部区域的扩展视野双光子成像

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 光学工程是指光学工程.
• 生物医学成像技术 生物医学成像技术

背景情况:

• 使用渐变指数 (GRIN) 镜头内镜的双光子 (2P) 光成像对于研究深层大脑神经回路至关重要.
• 格林镜头遭受光学偏差,限制视野 (FOV),空间分辨率和信号噪声比 (SNR),特别是在深度大脑访问所需的长镜头中.
• 以前的GRIN微内镜太短,无法到达腹部大脑区域.

研究的目的:

• 开发和验证基于长GRIN镜头的微内镜,用于增强的2P成像,以纠正光学偏差.
• 为了实现深层和腹部大脑区域的高分辨率,大FOV神经群体记录.
• 在长微内镜中提高光信号的SNR和空间分辨率.

主要方法:

• 结合光学模拟与3D微印刷,制造非球形聚合物微镜片用于偏差校正.
• 开发并测试了长GRIN微内镜 (长度>6毫米,直径500微米).
• 使用合成数据和在小鼠嗅觉皮层的体内记录来评估成像性能.

主要成果:

• 经过长时间校正的微内镜显示空间分辨率提高,FOV显著扩大.
• 偏差校正导致光信号的SNR更高,并减少神经元之间的交叉污染.
• 在清醒的小鼠的腹腔嗅觉皮层中成功进行了大规模,高精度的成像.

结论:

• 开发的长时间校正微内镜克服了以前设计的局限性,使得深度大脑电路调查.
• 这些工具提供了前所未有的大型FOV和高空间分辨率,用于在老鼠腹部大脑区域的群体成像.
• 代表了神经科学研究的重大进步,需要深入大脑访问和详细的神经活动映射.