优化与扩展光雕显微术用于神经科学快速功能成像

系统生物学中的许多问题，例如理解神经元网络的动态如何与脑功能相关，需要能够以高速捕获大型细胞群的功能动态的能力。近来，这推动了多种并行和高速成像技术的发展，例如光雕显微术，其已用于在小模式生物的全脑和单细胞水平捕获神经元动态。然而，光雕显微术的更广泛应用受到可获得高速成像的体积大小以及脑组织中散射的限制。在此，我们提出用于优化光雕显微术中当前权衡的策略。我们从理论和实验上评估了光雕显微术中的各种扫描模式，并提供了使用不同激光系统最大化可获得体积速度及脑组织穿透深度的策略。通过在急性小鼠脑切片中进行钙成像，实验展示了设计选择、重要参数及其权衡。我们进一步表明，线扫描技术与相机滚动快门读出的同步能够减少散射效应并增强深度处的图像对比度。