《時空多尺度神經環路活體成像技術》是依託北京大學，由毛珩擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：時空多尺度神經環路活體成像技術
- 項目負責人：毛珩
- 項目類別：青年科學基金項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過光學成像技術手段跟蹤簡單模式生物神經環路中的信息傳遞來指導研究高等動物神經系統的動力學機制，是探知大腦信息處理功能的最有效途徑。但受限於現有成像技術的時間解析度和空間解析度，許多系統神經科學的研究工作無法深入開展。為突破限制，本項目結合項目組在光學系統研製和成像技術研發方面的工作，基於高性能sCMOS科學級相機，使用兩種高速光學調製器件- - 掃描鏡和變形鏡，採用子圖像分時復用方法和無波前感測器像差閉環校正方法，實現時間解析度1毫秒和空間解析度0.5微米的顯微成像，並研製原型樣機開展模式生物（線蟲）神經環路的活體成像實驗研究。基於該時間、空間精細尺度的成像技術，能夠極大地滿足目前神經生物學領域研究的需求，勢必將為推動生命科學基礎研究的發展作出貢獻。
結題摘要
項目深入開展了時空多尺度線蟲神經環路活體成像技術研究：為了實現對運動線蟲感興趣區域的螢光顯微成像，項目解決了運動線蟲感興趣區域的實時追蹤技術和樣本台實時運動補償技術，由此研製出運動線蟲自動追蹤成像子系統和線蟲螢光顯微成像子系統；為了提高螢光顯微成像系統的空間解析度，項目探索了顯微成像光路的波前像差檢測和補償技術，由此研製了自適應光學波前感測和校正裝置；為了實時補償線蟲運動帶來的螢光成像離焦，項目組提出了使用離焦感測方法配和高速薄膜變形鏡實施校正；為了減少線蟲自動追蹤時螢光圖像的幀間位置差異，項目提出使用工業相機高速拍攝螢光圖像進行幀間運動配準，一方面提供預測校正量修正樣本台運動補償，另一方面用以螢光圖像序列（視頻）的後處理。最終，項目研製的時空多尺度線蟲活體螢光顯微成像系統達到了空間解析度優於600nm，時間解析度200Hz的成像性能，據此可直觀定量探求不同線蟲認知行為及其所涉及神經元和神經環路的特性和功能機制。
