康奈爾大學(xué)的研究人員公布了一種先進(jìn)的成像技術(shù)，能夠以單細(xì)胞分辨率對大腦活動(dòng)進(jìn)行前所未有的深度和廣域可視化。這種名為 DEEPscope 的創(chuàng)新顯微鏡結(jié)合了雙光子和三光子顯微鏡技術(shù)，可以捕捉以前無法獲得的大規(guī)模神經(jīng)活動(dòng)和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。

傳統(tǒng)多光子顯微鏡是深層組織成像的基礎(chǔ)，但在成像深度和視野方面面臨重大限制，尤其是在大腦等散射性較高的生物組織中。為了防止熱損傷，成像深度通常會(huì)以視野呈指數(shù)級(jí)縮小為代價(jià)來增加，這使得觀察大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變得具有挑戰(zhàn)性。DEEPscope 通過集成一系列新技術(shù)解決了這些限制，使研究人員能夠以前所未有的深度可視化廣泛的大腦區(qū)域。

這一進(jìn)步的關(guān)鍵在于 DEEPscope 的自適應(yīng)激發(fā)系統(tǒng)和多焦點(diǎn)多邊形掃描方案，它們能夠高效生成熒光，實(shí)現(xiàn)大視野成像。這些創(chuàng)新技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn) 3.23 x 3.23 平方毫米視野的高分辨率成像，成像速度足以捕捉小鼠大腦最深層皮層的神經(jīng)元活動(dòng)。

同時(shí)進(jìn)行雙光子和三光子成像的能力進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的多功能性，可以對淺層和深層區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)探索。

在發(fā)表于eLight雜志的研究中，研究人員展示了 DEEPscope 以單細(xì)胞分辨率對整個(gè)皮質(zhì)柱和皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像的能力。他們成功記錄了轉(zhuǎn)基因小鼠深層大腦區(qū)域的神經(jīng)元活動(dòng)，觀察到淺層和深層皮質(zhì)層中的 4,500 多個(gè)神經(jīng)元。