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新方法在小鼠和斑马鱼脑中实现高速体积动态成像
作者:小柯机器人 发布时间:2020/8/13 16:43:16

近日,中国科学院神经科学研究所王凯团队利用共聚焦光场显微镜在小鼠和斑马鱼脑中实现高速体积动态成像。相关论文于2020年8月10日在线发表于《自然—生物技术》。

研究人员了共聚焦光场显微镜,该方法可以在数百微米深度的大脑中进行快速体积成像。它使用一种通用的共聚焦检测方案,可选择性地从聚焦体积中收集荧光信号,并提供光学切片功能,从而提高厚组织中的成像分辨率和灵敏度。研究人员证明了在自由游泳的斑马鱼幼虫中全脑钙瞬态的记录,并观察到猎物捕获期间单个神经元的行为相关活动。
 
此外,在小鼠大脑中,研究人员可以检测到深度最大为370μm的神经活动,并在直径为800μm厚度为150μm深度为600μm的体积中以70Hz的频率跟踪血细胞。
 
据悉,想要详细了解神经网络的功能及其如何由动态血管系统支持需要在厚组织中进行快速三维成像。
 
附:英文原文

Title: Imaging volumetric dynamics at high speed in mouse and zebrafish brain with confocal light field microscopy

Author: Zhenkun Zhang, Lu Bai, Lin Cong, Peng Yu, Tianlei Zhang, Wanzhuo Shi, Funing Li, Jiulin Du, Kai Wang

Issue&Volume: 2020-08-10

Abstract: A detailed understanding of the function of neural networks and how they are supported by a dynamic vascular system requires fast three-dimensional imaging in thick tissues. Here we present confocal light field microscopy, a method that enables fast volumetric imaging in the brain at depths of hundreds of micrometers. It uses a generalized confocal detection scheme that selectively collects fluorescent signals from the in-focus volume and provides optical sectioning capability to improve imaging resolution and sensitivity in thick tissues. We demonstrate recording of whole-brain calcium transients in freely swimming zebrafish larvae and observe behaviorally correlated activities in single neurons during prey capture. Furthermore, in the mouse brain, we detect neural activities at depths of up to 370μm and track blood cells at 70Hz over a volume of diameter 800μm ×thickness 150μm and depth of up to 600μm.

DOI: 10.1038/s41587-020-0628-7

Source: https://www.nature.com/articles/s41587-020-0628-7

期刊信息

Nature Biotechnology:《自然—生物技术》,创刊于1996年。隶属于施普林格·自然出版集团,最新IF:31.864
官方网址:https://www.nature.com/nbt/
投稿链接:https://mts-nbt.nature.com/cgi-bin/main.plex