3D két-foton képalkotás

A neurális hálózatok között létrejövő áramkörök segítségével valós idejű információk mutathatók ki az agyszövetből 3D-ben. Az agy számítási mechanizmusainak megértéséhez olyan módszerekre van szükségünk, amelyek egyszerre olvassák le a nagy sejtpopulációk idegi aktivitását, mind szomatikusan, mind dendritek szintjén. A jelek egyetlen neuronon keresztüli terjedése és integrációjának megfigyelése, valamint több száz neuron aktivitásának rögzítése nagy kihívásokat jelent, a kivitelezés nehézségei miatt nem sok képalkotó rendszert terveztek ilyen célból. Mi a probléma megoldásaként kifejlesztettünk egy nagy felbontású, akuszto-optikai (AO) kétfoton mikroszkópot: folyamatos 3D pályával és „véletlen hozzáférésű szkennelési módokkal” (random-access scanning modes) rendelkezik, amely közel egy köbmilliméteres letapogatási tartományt ér el és különböző térbeli képalkotási léptékekre adaptálható. Technológiánkkal a neuronális aktivitás akár nagy pásztázási volumenben is követhető viselkedő állatokban, több nagyságrenddel megnövelt mérési sebesség és jel-zaj viszony (SNR) mellett. Ez a bravúr a kétfoton képalkotásra jellemző kivételes behatolási mélységgel kombinálva nagyon kényelmessé teszi módszerünket neuronpopulációk in vivo mérésére.