光声学和光混合显微镜用于以亚细胞分辨率对神经血管动态进行皮质范围的成像
Liangjian Liu1,2, Zhiqiang Xu1, Zhenjie Lai1,3
1Research Center for Biomedical Optics and Molecular Imaging, State Key Laboratory of Biomedical Imaging Science and System, Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen 518055, China.
Science advances
|July 23, 2025
概括
一种新的混合显微镜可以同时对大脑血流,氧化代谢和神经活动进行成像. 这种工具推进了对清醒小鼠神经血管合 (NVC) 的研究,揭示了复杂的大脑动态.
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:
- 了解神经血管合 (NVC) 需要同时监测微血管动力学,血液氧化代谢和神经元活动.
- 现有的神经成像工具在实现全面的NVC研究所需的时空分辨率方面面临挑战.
研究的目的:
- 开发和验证一种用于同时进行高分辨率神经血管成像的新型混合显微镜.
- 克服当前成像技术在研究NVC方面的局限性.
主要方法:
- 开发基于线性传感器阵列的混合显微镜 (LiTA-HM),集成光声学和共聚焦光显微镜.
- 采用了八个微型传感器的阵列,以扩大视野 (6mm x 5mm) 和基于多边形镜的超快扫描仪,用于实时成像 (0.8s时间分辨率,~6μm空间分辨率).
主要成果:
- 在清醒的小鼠中展示了概念验证成像,在缺氧和麻醉下观察神经元和血管系统 (到毛细血管) 之间的多种合.
- 在药物诱导的扩散脱极化波中,在NVC中发现了时空相关性和功能连接性.
结论:
- 该LiTA-HM系统提供了前所未有的同时神经血管成像能力.
- 预计这项技术将大大推进神经血管合的研究,并使更广泛的神经影像应用成为可能.
