OASIS活體動(dòng)物深腦成像和光源系統(tǒng)

OASIS植入一個(gè)開創(chuàng)性的系統(tǒng)，能夠在自由行動(dòng)的動(dòng)物的深腦中進(jìn)行全光記錄（例如鈣成像）和操縱（例如光生成刺激），以高細(xì)胞分辨率觀察神經(jīng)回路活動(dòng)。與高靈敏度研究級(jí)相機(jī)兼容，OASIS Implant使研究人員能夠獲得具有低噪聲和高線性度的高質(zhì)量深腦圖像，從而進(jìn)行定量數(shù)據(jù)分析。此外，通過多個(gè)照明端口和多個(gè)濾光片插槽，OASIS Implant可以由z-ui終用戶重新配置，以精-確地滿足其特定的實(shí)驗(yàn)需求。配備了寬視野和圖案照明功能（當(dāng)與Mightex市場的Polygon400結(jié)合使用時(shí)），OASIS Implant允許科學(xué)家同時(shí)進(jìn)行鈣成像和針對(duì)性的生物學(xué)刺激，以精-確定位刺激個(gè)體神經(jīng)元（但不會(huì)有不必要的刺激）相鄰神經(jīng)元）。此外，它還能夠進(jìn)行多色成像和視覺刺激。用于行為神經(jīng)科學(xué)的OASIS植入系統(tǒng)的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是其超輕量頭盔。由于深腦成像和刺激均通過非常薄的成像光纖進(jìn)行傳輸，所以頭戴式固定器的總體重量只有0.7g（相對(duì)于大約2?3g的頭戴式相機(jī)），其z-ui小化應(yīng)力由動(dòng)物經(jīng)歷，并允許延長實(shí)驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間。所有這些功能組合使得OASIS植入物成為體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的理想研究工具。

除了許多其他應(yīng)用，OASIS植入物使生物科學(xué)家能夠做到以下幾點(diǎn)：

1.深度腦鈣成像在自由行動(dòng)的動(dòng)物;

深層腦圖案光生代刺激單細(xì)胞或亞細(xì)胞分辨率; 和

3.同時(shí)深層腦刺激和成像。

查看本W(wǎng)P：用于體內(nèi)神經(jīng)科學(xué)的全光學(xué)成像和刺激工具，用于比較不同的體內(nèi)光學(xué)成像和刺激技術(shù)。

OASIS活體動(dòng)物深腦成像和光源系統(tǒng)主要特征
神經(jīng)回路活動(dòng)的體內(nèi)全光記錄和操縱;
同時(shí)鈣成像和視覺刺激;
亞細(xì)胞分辨率，高質(zhì)量成像定量分析;
多波長照明;
帶有亞細(xì)胞靶向能力的圖案刺激;
超輕頭燈夾具0.7g;
模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，適用于不同應(yīng)用。

OASIS種植體為廣泛的實(shí)驗(yàn)設(shè)置提供單細(xì)胞和群體分辨率成像。使用標(biāo)準(zhǔn)的c-mount攝像頭端口，OASIS Implant可接受任何相機(jī)，包括研究級(jí)科學(xué)攝影機(jī)，使科學(xué)家能夠捕獲高質(zhì)量的深腦圖像和視頻。此外，OASIS植入物可與多個(gè)光源兼容，以成像不同的成像指標(biāo)和熒光團(tuán)。因此，OASIS植入物將使科學(xué)家能夠獲得更詳細(xì)和更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，不僅是定性的，而且是定量分析。

成像光纖探頭（IFP）由數(shù)千個(gè)單獨(dú)的微型光纖或像素組成，每個(gè)像素都可以使用Miughtex市場的Polygon400圖案照明器進(jìn)行獨(dú)立尋址。因此，OASIS植入物可以用于將光遞送到具有亞細(xì)胞分辨率的深腦區(qū)域，這為科學(xué)家們?cè)谧杂傻剡M(jìn)行諸如深腦亞細(xì)胞光遺傳刺激或靶向鈣成像的實(shí)驗(yàn)打開了大門動(dòng)物動(dòng)物 此外，通過發(fā)送光通過IFP中的所有單個(gè)像素，可以容易地支持傳統(tǒng)的寬場照明。OASIS植入式平臺(tái)有兩個(gè)照明端口，每個(gè)端口可以采用單個(gè)或多個(gè)波長/顏色的寬場或圖案照明器。

OASIS植入物可以在自由移動(dòng)的動(dòng)物中進(jìn)行成像和刺激。這部分是由于輕型頭盔（<0.7g）和系統(tǒng)在動(dòng)物外部。這些要求將有助于延長實(shí)驗(yàn)的時(shí)間并減少成像和刺激實(shí)驗(yàn)的壓力。

使用附帶的軟件，用戶可以從深層腦中獲取連續(xù)的數(shù)據(jù)流，以識(shí)別和定義神經(jīng)元，然后提取每個(gè)細(xì)胞的強(qiáng)度蹤跡。鈣跟蹤也可以與其他行為設(shè)備（攝像機(jī)，行為設(shè)備等）進(jìn)行同步和時(shí)間戳，以生成精-確和全面的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

（1）系統(tǒng)的核心是將所有部件連接在一起的OASIS植入平臺(tái) ;

（2）成像光纖探頭（IFP，也稱為“光纖束"），由成千上萬的微型光纖組成，每個(gè)都可以獨(dú)立尋址。IFP用于將動(dòng)物圖像傳輸?shù)絆ASIS植入物平臺(tái)，并將OASIS植入物平臺(tái)的光/刺激物傳遞給活體動(dòng)物;

（3）GRIN鏡片植入物將被放置在活體動(dòng)物的大腦中;

（4）用于連接GRIN鏡頭和IFP的光纖支架 ;

（5）安裝在OASIS植入式平臺(tái)上的C型安裝座上的科學(xué)攝影機(jī)。來自深部大腦的圖像由IFP通過OASIS Implant平臺(tái)傳送到相機(jī);

（6）z-ui多可以插入到OASIS Implant平臺(tái)中的兩個(gè)寬場和/或圖案化照明光源（如Mightex的Polygon400）。來自光源的光通過IFP傳送給活的動(dòng)物;和

（7）用于控制廣域和/或圖案化照明光源的光源控制器（例如LED控制器等）。

當(dāng)與Polygon400圖案照明器一起使用時(shí)，OASIS Implant支持均勻的寬場照明和圖案照明。OASIS植入物的多功能性允許研究人員同時(shí)使用兩種照明方法。一個(gè)例子是使用圖案照明來光學(xué)刺激所選擇的神經(jīng)元，同時(shí)用寬場照明觀察熒光圖像。另一個(gè)例子是使用來自圖案化照明器的結(jié)構(gòu)照明來抑制熒光成像期間的背景。