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Functional optoacoustic neuro-tomography for scalable whole-brain monitoring of calcium indicators

Light(Science & Applications) 2016年第1期5卷 288-294页

作者： X Luís Deán-Ben gali Sela Antonella Lauri Moritz Kneipp Vasilis Ntziachristos gil g westmeyer Shy Shoham Daniel Razansky Institute for Biological and Medical Imaging(IBMI) Helmholtz Center MunichNeuherbergGermany Institute of Developmental genetics Helmholtz Center MunichNeuherbergGermany Department of Medicine Technical University of MunichMunichGermany Department of Biomedical Engineering Technion-Israel Institute of TechnologyHaifaIsrael

Non-invasive observation of spatiotemporal activity of large neural populations distributed over entire brains is a longstanding goal of *** developed a volumetric multispectral optoacoustic tomography platform for imaging neural activation deep in scattering *** can record 100 volumetric frames per second across scalable fields of view ranging between 50 and 1000 mm^(3) with respective spatial resolution of 35–200μ*** performed in immobilized and freely swimming larvae and in adult zebrafish brains expressing the genetically encoded calcium indicator gCaMP5g demonstrate,for the first time,the fundamental ability to directly track neural dynamics using optoacoustics while overcoming the longstanding penetration barrier of optical imaging in scattering *** newly developed platform thus offers unprecedented capabilities for functional whole-brain observations of fast calcium dynamics;in combination with optoacoustics'well-established capacity for resolving vascular hemodynamics,it could open new vistas in the study of neural activity and neurovascular coupling in health and disease.

关键词： functional neuro-imaging genetically encoded calcium indicators high spatiotemporal resolution large-scale brain activity optoacoustic tomography photoacoustics real-time imaging

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