All-Optical Histology for 3-D Cortical Reconstructions
用于 3D 皮质重建的全光学组织学
基本信息
- 批准号:6846812
- 负责人:
- 金额:$ 15.38万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2005
- 资助国家:美国
- 起止时间:2005-02-01 至 2007-01-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): The advent of ultrashort laser light pulses as laboratory tool has opened up new opportunities to probe and manipulate anatomy and function in nervous systems. Ultrashort pulses are the essential means to drive the nonlinear absorption of light by biomolecules, which leads to a localized region of excitation and forms the basis of two-photon scanning microscopy. More recently, nonlinear optical absorption has been exploited as a means to reliably and reproducibly create micron-sized ablations in brain tissue with a minimum of collateral and thermal damage. These ablations can be use as the driving technology in an all-optical histology, which allows anatomy to be imaged with micrometer resolution throughout the entire brain. These ablations may also be used to perturb neocortical blood flow as a means to probe normal and diseased tissues. Yet much additional effort is required to use and advance the mixture of multi-photon ablation and imaging techniques as a means to enable studies of neuronal and vascular architectonics.
Our proposed research concerns the confluence of nonlinear optics and anatomy.
. Advance the mixture of multi-photon ablation and imaging to establish all-optical based histology as a standard anatomical tool. This includes the optimization of parameters and the advancement of software for combined ablation and imaging.
. Reconstruct cell soma and vasculature positions throughout the vibrissa sensory areas in rat cortex. This information will be used to evaluate essential architectonic parameters, including correlations among cell densities in lateral as well as radial directions, as well as essential metabolic parameters, such as the interconnectivity within the vasculature and the distribution of somata relative to capillaries.
These two goals, one technical and the other scientific, are intrinsically linked and will proceed in parallel.
The proposed advancements will provide a novel tool for the automation of histology, which underlies an understanding of brain function. We will make this tool readily available to the biomedical community. The proposed model system may substantially improve upon our understanding of the large-scale structure of brain architectonics.
描述(由申请人提供):作为实验室工具,超时激光脉冲的出现已经为探测和操纵解剖学和在神经系统中的功能打开了新的机会。超修复脉冲是通过生物分子驱动非线性吸收光吸收的必不可少的手段,它导致了激发的局部区域,并构成了两光子扫描显微镜的基础。最近,已利用非线性光学吸收作为一种方法,可在脑组织中可靠和可重复地产生微米大小的消融,并具有最小的侧支和热损伤。这些消融可以用作全光学组织学中的驱动技术,这使解剖学可以在整个大脑中以微米分辨率成像。这些消融也可用于扰动新皮层血流,以探测正常组织和患病组织的一种手段。然而,要使用和推进多光子消融和成像技术的混合需要更多的努力,以作为能够研究神经元和血管建筑学的一种手段。
我们提出的研究涉及非线性光学和解剖结构的汇合。
。推进多光子消融和成像的混合物,以建立全光学的组织学作为标准的解剖工具。这包括优化参数以及用于合并消融和成像的软件的进步。
。重建整个大鼠皮层中整个弧菌感觉区域的细胞体和脉管部位。该信息将用于评估必需的架构参数,包括横向和径向方向的细胞密度之间的相关性,以及必需的代谢参数,例如脉管系统内的互连性以及相对于毛细管的SOMATA分布。
这两个目标是一个技术和另一个科学,与本质上链接,并将同时进行。
提出的进步将为组织学自动化提供一种新颖的工具,该工具是对大脑功能的理解的基础。我们将使该工具很容易为生物医学界提供。提出的模型系统可能会大大改善我们对大脑体系学大规模结构的理解。
项目成果
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专著数量(0)
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