CAREER: Multi-aperture 3D microscopy for cellular-scale measurement over macroscopic volumes
职业:用于宏观体积细胞尺度测量的多孔 3D 显微镜
基本信息
- 批准号:2238845
- 负责人:
- 金额:$ 52.1万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-03-01 至 2028-02-29
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
An award is made to Duke University to perform research and create associated educational material surrounding novel digital optical microscopes. This project will specifically develop microscopic imaging technologies that can capture and rapidly process 3D video at high speeds over large volumes. Building upon research within data-driven optimization methods, this project will also create new software to rapidly display 3D videos at high resolution. Educational material in the form of online and hands-on lessons about the operation and application of 3D digital microscopes will be created and disseminated through outreach programs and within curriculum, with the aim of raising the scientific literacy of high-school and undergraduate students.This project will specifically focus on the development of computational microscopes that are comprised of multi-scale optical arrays. Such systems use a series of micro-cameras to capture dozens of unique perspectives of dynamic specimens of interest across a 1 cm3 volume at cellular-scale resolution. Co-optimized software then fuses the acquired data into composite 3D video frames for subsequent interpretation and analysis. This project aims to showcase its new technology by experimentally monitoring the natural 3D locomotion of model organisms at cellular resolution, while recording whole-brain fluorescence neural activity during such free movement. Such novel capabilities will likely accelerate model organism-based research within the fields of neuroscience, and the mapping of cellular networks within macroscopic cleared tissue volumes.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
向杜克大学颁发了奖励,以进行研究并创建有关新颖数字光学显微镜的相关教育材料。该项目将专门开发微观成像技术,这些技术可以高速捕获和快速处理3D视频。在数据驱动的优化方法中的研究基础上,该项目还将创建新软件,以高分辨率快速显示3D视频。以在线和实践课程形式的教育材料将通过外展计划和课程中创建和传播有关3D数字显微镜的操作和应用的形式,目的是提高高中和本科生的科学素养。该项目将专门针对由多个多型核对数量组成的计算显微镜的开发。这样的系统使用一系列微型胶件来捕获在细胞尺度分辨率下1 cm3体积的动态标本的数十个独特的观点。然后,合作的软件将所获得的数据融合到复合3D视频帧中,以进行后续解释和分析。该项目旨在通过实验监测细胞分辨率的模型生物的自然3D运动来展示其新技术,同时记录这种自由运动期间的全脑荧光神经活动。这种新颖的能力可能会在神经科学领域内加速基于模型的生物体研究,并在宏观清除的组织量中对蜂窝网络的映射。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子和更广泛影响的审查标准来通过评估来通过评估来获得支持的。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Computational 3D surface microscopy from terabytes of data with a self-supervised reconstruction algorithm
使用自监督重建算法利用 TB 级数据进行计算 3D 表面显微镜
- DOI:10.1364/cosi.2023.jm1b.2
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Zhou, Kevin C.;Harfouche, Mark;Zheng, Maxwell;Jönsson, Joakim;Lee, Kyung Chul;Appel, Ron;Reamey, Paul;Doman, Thomas;Saliu, Veton;Horstmeyer, Gregor
- 通讯作者:Horstmeyer, Gregor
Fourier Light Field Camera Array Microscope for Mesoscale 3D Imaging
用于中尺度 3D 成像的傅立叶光场相机阵列显微镜
- DOI:10.1364/3d.2023.dtu2a.4
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Cook, Clare;Zhou, Kevin C.;Horstmeyer, Roarke
- 通讯作者:Horstmeyer, Roarke
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