同时的热和大视野的双光子成像使得信号对噪声的优化成为可能

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:

• 大视野双光子显微镜 (LF-TPM) 对神经成像至关重要,但由于信号噪声比 (SNR) 和时间分辨率低,它面临着挑战.
• 高激光功率可以提高SNR,但其对皮质的热效应尚未完全理解.
• 绘制曲线皮质表面的图像需要图像堆叠,进一步限制时间分辨率.

研究的目的:

• 为了研究老鼠皮层与视野 (FOV) 和激光功率相关的温度动态.
• 为了证明高照明功率在LF-TPM中的可行性.
• 展示LF-TPM在中视图绘制中刺激和自发大脑活动中的能力.

主要方法:

• 开发了一种联合热成像和LF-TPM系统,用于监测成像期间的热动态.
• 使用电气调节镜头进行动态聚焦深度调整和皮质曲率跟踪.
• 应用了优化的系统来成像功能性大脑激活和静止状态功能连接.

主要成果:

• 皮层温度随着FOV的增加而下降.
• 在5mm x 5mm的FOV和388mW的激光功率下,皮质温度保持在40°C以下.
• 优化的LF-TPM系统使用360mW功率和曲线成像成功地绘制了双边后腿刺激反应和自发功能连接.

结论:

• 同时的热和LF-TPM成像允许对激光功率和SNR进行定量优化.
• 使用LF-TPM证明了双边大脑绘图的可行性.
• 这些进步扩大了LF-TPM用于大脑中镜映射的应用.