集成的双光子和光声显微镜用于功能神经成像

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
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 大脑血管和神经元之间的相互作用对于大脑功能和神经系统疾病至关重要.
• 当前的神经成像方法在体内研究的分辨率,深度和时空对齐方面存在局限性.
• 对神经血管合的全面理解需要先进的成像技术.

研究的目的:

• 开发和验证一个双模态成像系统,将光学分辨率光声学显微镜和两光子光显微镜结合起来.
• 克服现有的功能神经成像方法在体内研究的局限性.
• 为了能够同时对小血管和老鼠皮层中的神经元进行高分辨率成像.

主要方法:

• 开发了一种新的双模系统,集成光学分辨率光声显微镜 (OR-PAM) 和两光子光显微镜 (2PFM).
• 采用半同步采集协议,交替在时间和深度平面上捕获数据.
• 利用该系统对小鼠皮质中的微毛细管和神经元进行体内成像.

主要成果:

• 实现了高达140微米深度微毛细管的亚微米分辨率成像.
• 能够在老鼠皮层中对超出300微米深度的神经元进行成像.
• 确保了时空对齐和多式联络数据集的强有力的共同注册,最大限度地减少了运动工件.

结论:

• 开发的双模系统为全面的神经血管研究提供了补充信息.
• 这种先进的成像方法增强了对健康和疾病状态的神经血管合的研究.
• 该系统为脑功能和神经系统疾病的体内调查提供了改进的能力.