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上海生命科学研究院研究实现自由行为斑马鱼全脑功能光学成像
作者:依晨    来源:中国科学报   发布时间:2017-10-17    点击数:     【字体:

  近日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心王凯研究组(神经科学研究所)与温泉研究组(中国科学技术大学微尺度国家实验室)合作完成的论文《自由行为下幼年斑马鱼快速全脑神经活动成像》发表在eLife上。该研究发展了一种新型三维在体成像技术——扩增视场光场显微技术,可以对斑马鱼幼体的全脑神经元进行高速神经活动功能成像。

  研究团队将该成像技术与一套快速三维追踪系统结合,实现了对自由行为下的幼年斑马鱼进行快速全脑神经元活动记录,并首次捕捉到斑马鱼幼鱼在捕食行为下高时空分辨率的全脑神经活动。

  针对成像方法,研究人员创造性地发展出了新型体成像技术——扩增视场光场显微技术(XLFM)。该技术利用一组放置在成像系统傅立叶平面上的微透镜阵列,可以同时将物体不同方向的投影成像到相机上,相机采集到的图像经过特殊算法重构物体的三维信息。研究人员将XLFM与高速三维追踪系统结合,捕捉到了斑马鱼幼鱼捕食行为下的全脑活动。斑马鱼的捕食行为涉及动机、感知、决策、运动控制、反馈等一系列复杂的神经环路功能,受到神经科学领域的重点关注。该工作的完成将极大地促进对斑马鱼幼鱼捕食等复杂行为神经机理的研究,对人们更好地理解感知运动相关的神经环路工作机理具有重要意义。该技术进一步拓展后亦可大规模监测其他小型动物神经系统的活动。

 
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