Multi-Layer Neuronal Imaging with Reverberation Multiphoton Microscopy
使用混响多光子显微镜进行多层神经元成像
基本信息
- 批准号:10543772
- 负责人:
- 金额:$ 40.05万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-03-15 至 2024-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAreaBiologyBrainBrain imagingCalciumColorCommunitiesDetectionDevelopmentEffectivenessElectronicsEnvironmentGoalsImageLasersLettersLightLightingMicroscopeMicroscopyMonitorMusNeocortexNeuronsNeurosciences ResearchPenetrationPerformancePhysiologic pulsePopulationReportingResolutionSamplingScanningSeriesSourceSpeedSurfaceSystemTechniquesTechnologyThickbrain tissuecalcium indicatorcell typeexperimental studyfluorescence imaginghigh resolution imagingimprovedin vivo calcium imagingmillimetermultiphoton microscopyneocorticalneuroimagingnew technologyolfactory bulboptical imagingphotonicspreservationprototypethree photon microscopytooltool developmenttwo-photon
项目摘要
ABSTRACT
Many brain areas, such as neocortex and olfactory bulb, are vertically organized into
layers containing distinct cell types that show different activity profiles and project to
different downstream targets. Fast, volumetric imaging is thus indispensable to capture
the dynamics of such neuronal populations within their stratified environments. While
multiphoton microscopy (MPM) has become the gold standard for high resolution
imaging from deep within brain tissue, it is generally restricted to 2D planar imaging. We
propose to develop a technique to perform volumetric MPM where a long-range z-stack
is acquired by near-instantaneous axial scanning, while maintaining 3D micron-scale
resolution. Our technique, called reverberation MPM, enables the monitoring of
neuronal populations over large scales, including the depth scale, with no speed penalty
compared to conventional MPM.
Reverberation MPM is a new technique which we have demonstrated only recently
with proof of principle two-photon experiments. Much of our proposal will be focused on
further developing this tool and characterizing its performance. Moreover, we propose to
extend our technique to three-photon microscopy, for increased depth penetration. Our
goal is to perform comprehensive 3D-resolved imaging of neuronal populations within
volumes up to 1×1×1mm3, spanning the entire thickness of the mouse cortex.
A key advantage of reverberation MPM is its extreme simplicity. It requires only the
addition of a reverberation loop to a conventional MPM equipped with fast detection
electronics. Moreover, it allows the acquisition of an arbitrary number of planes without
increasing setup complexity. Other advantages are that our system is light efficient and
easily compatible with video-rate scanning, making it ideal for volumetric calcium
imaging using genetically encoded calcium indicators. These advantages make
reverberation MPM particularly attractive as a general tool for fast, high resolution,
large-scale volumetric imaging in brain tissue.
抽象的
许多大脑区域,例如新皮质和嗅球,垂直组织成
包含不同细胞类型的层显示不同的活动概况并投射到
因此,快速的体积成像对于捕捉不同的下游目标是必不可少的。
这些神经群体在其分层环境中的动态。
多光子显微镜 (MPM) 已成为高分辨率的黄金标准
从脑组织深处进行成像,通常仅限于二维平面成像。
建议开发一种技术来执行体积 MPM,其中远程 z 堆栈
通过近乎瞬时的轴向扫描获得,同时保持 3D 微米级
我们的技术称为混响 MPM,可以监控
大尺度(包括深度尺度)的神经群体,没有速度损失
与传统的 MPM 相比。
混响 MPM 是我们最近才展示的一项新技术
我们的大部分提案将集中于双光子实验的原理证明。
此外,我们建议进一步开发该工具并表征其性能。
将我们的技术扩展到三光子显微镜,以增加我们的深度穿透力。
目标是对神经群体进行全面的 3D 分辨率成像
体积高达 1×1×1mm3,跨越小鼠皮层的整个厚度。
混响 MPM 的一个关键优势是其极其简单,它只需要
在配备快速检测功能的传统 MPM 中添加混响环路
此外,它允许获取任意数量的平面,而无需使用电子设备。
增加设置复杂性是我们的系统光效率高且
与视频速率扫描轻松兼容,使其成为容量钙的理想选择
这些优点使得使用基因编码的钙指示剂进行成像。
混响 MPM 作为快速、高分辨率、
脑组织的大规模体积成像。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Jerome Mertz其他文献
Jerome Mertz的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Jerome Mertz', 18)}}的其他基金
Ultrafast high-contrast voltage imaging in freely moving animals
自由移动动物的超快高对比度电压成像
- 批准号:
10445419 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
Multi-layer neuronal imaging with reverberation multiphoton microscopy
使用混响多光子显微镜进行多层神经元成像
- 批准号:
10320482 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
Fast, large-scale neuronal imaging with multi-z confocal microscopy
使用多 Z 共聚焦显微镜进行快速、大规模神经元成像
- 批准号:
10088442 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
Fast, large-scale neuronal imaging with multi-z confocal microscopy
使用多 Z 共聚焦显微镜进行快速、大规模神经元成像
- 批准号:
10524735 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
Fast, large-scale neuronal imaging with multi-z confocal microscopy
使用多 Z 共聚焦显微镜进行快速、大规模神经元成像
- 批准号:
10304852 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
Retinal/choroidal imaging with transcranial back-illumination
经颅背照式视网膜/脉络膜成像
- 批准号:
9762120 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
Multi-region, extended-depth imaging of neural activity via a novel needle microendoscope
通过新型针显微内窥镜对神经活动进行多区域、深度成像
- 批准号:
8953984 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
Ultra-miniaturized single fiber probe for functional brain imaging in freely moving animals
用于自由活动动物的功能性脑成像的超小型单光纤探头
- 批准号:
9053610 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
相似国自然基金
影响半月板难愈合区域损伤修复的生物学机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:55 万元
- 项目类别:面上项目
内含子区域的m6A修饰及其生物学功能研究
- 批准号:31971225
- 批准年份:2019
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
口腔鳞癌易感区域5p15.33的精细作图及其机制研究
- 批准号:81702686
- 批准年份:2017
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于NP蛋白与M1蛋白互作区域筛选抗流感病毒药物的新型靶点研究
- 批准号:81603165
- 批准年份:2016
- 资助金额:17.3 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
系统生物学框架下骨髓区域微环境中交感神经组织调控Th细胞免疫网络在急性髓性白血病中的作用机制研究
- 批准号:91642110
- 批准年份:2016
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:重大研究计划
相似海外基金
Laser particles-based spatiotemporal and dynamic single-cell multiomics
基于激光粒子的时空和动态单细胞多组学
- 批准号:
10723601 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
High resolution genomic and epigenomic mapping of the human salivary gland
人类唾液腺的高分辨率基因组和表观基因组图谱
- 批准号:
10727190 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
Pharmacokinetics-Based DNA-Encoded Library Screening
基于药代动力学的 DNA 编码文库筛选
- 批准号:
10644211 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别:
WASHINGTON UNIVERSITY HUMAN TUMOR ATLAS RESEARCH CENTER
华盛顿大学人类肿瘤阿特拉斯研究中心
- 批准号:
10819927 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40.05万 - 项目类别: