广场光导航系统,用于在自由活动的动物中有效的微型多光子成像

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 光学成像技术的成像

背景情况:

• 微型多光子显微镜在自由行为动物中提供先进的神经元成像,但在视野和视野深度方面面临局限性,阻碍了在3D空间中精确的区域识别.
• 当前系统的浅距离深度和有限的视野 (FOV) 给研究人员带来了挑战,研究人员必须准确地在大窗中定位感兴趣的区域,从而影响可用性.

研究的目的:

• 开发一个先进的多式联络成像平台,改进指导和标准化工作流程,以高效地成像自由活动的动物.
• 目标是通过提高易用性和确定目标区域的精度来克服现有的微型多光子显微镜系统的局限性.

主要方法:

• 引入了一个宽场光导航系统 (WF-Nav),具有90mm的工作距离,4mmFOV和单细胞分辨率,用于快速区域定位.
• 集成的WF-Nav与微型两光子和三光子显微镜一起创建一个多功能多式模式平台,使成像模式之间的无过渡成为可能.
• 开发了一种精简,用户友好的工作流程,专门设计用于对自由行为小鼠进行成像.

主要成果:

• 通过大FOV (4毫米),双色 (920和1030纳米) 和深脑 (高达1毫米) 神经元成像在清醒和自由移动的小鼠中验证了平台.
• 证明了高效率和成功率,整个实验程序大约在20分钟内完成,成功率为100% (n=15).

结论:

• 开发了一个全面的成像平台,将单光子广场导航与微型二光子和三光子显微镜集成在一起.
• 建立了用于成像自由行为动物的简化工作流程,大大提高了平台的适用性和运营效率.
• 多模式方法利用每个成像模式的优势,为神经科学研究提供了强大的工具.