快速适应光学使得在清醒的小鼠中实现近乎非侵入性的高分辨率脑成像
Zhentao She1, Yiming Fu1, Yingzhu He1
1Department of Electronic and Computer Engineering and State Key Laboratory of Molecular Neuroscience, The Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, P. R. China.
Nature communications
|October 15, 2025
概括
我们开发了一种新的自适应光学系统 (MD-FSS),用于深层组织多光子显微镜. 这项技术能够在清醒的小鼠中进行高分辨率的大脑成像,揭示了与麻醉状态相比,大脑功能的关键差异.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学光学 生物医学光学
- 显微镜的使用方法
背景情况:
- 高分辨率成像对于理解生物机制和疾病至关重要.
- 光学偏差,散射和运动工件限制了体内深层组织成像.
- 研究清醒的动物对于准确的脑功能研究至关重要.
研究的目的:
- 开发用于深层组织多光子显微镜的快速准确的自适应光学系统.
- 为了能够高分辨率的成像的小鼠大脑在清醒,行为动物.
- 为了研究清醒和麻醉状态之间的大脑功能差异.
主要方法:
- 开发了用于自适应光学的多重复合数字焦点传感和波面成型 (MD-FSS).
- 集成的MD-FSS与双光子显微镜用于深层组织成像.
- 使用稀释或光学清除的头骨窗户,几乎无创性地进入小鼠大脑.
主要成果:
- 在清醒的老鼠大脑中,实现了高达600微米深度的亚细胞分辨率成像.
- 在清醒和麻醉状态之间观察到微质状态和血管动态的显著差异.
- 在多个皮层区域捕获神经元结构和神经血管合的功能成像.
结论:
- 通过快速点传播功能的测量,MD-FSS有效地纠正组织诱导的异常和散射.
- 这个系统可以在清醒,行为小鼠中实现近乎无创的高分辨率体内成像.
- 这些发现强调了研究清醒动物大脑功能的重要性,以获得准确的结果.
