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葡京贵宾会官网下载:传统的显微电子显微镜成像可以观察神经细胞的精细结构

时间:2021/5/25 20:25:20   作者:   来源:   阅读:0   评论:0
内容摘要:在水冷机房,该仪器在工作时产生热量,为了持续获得更好的图像质量,温度控制非常重要。“通常它是控制在10摄氏度左右,依靠这四个冷却器,通过管道连接到图像传感器,并使用流动水带走热量。”在RUSH的帮助下,研究人员可以看到整个老鼠皮层的单个神经元,以揭示其神经网络的活动。换句话说,该仪器可以看到“点”和“面”,可以观察细节...

在水冷机房,该仪器在工作时产生热量,为了持续获得更好的图像质量,温度控制非常重要。“通常它是控制在10摄氏度左右,依靠这四个冷却器,通过管道连接到图像传感器,并使用流动水带走热量。”

在RUSH的帮助下,研究人员可以看到整个老鼠皮层的单个神经元,以揭示其神经网络的活动。换句话说,该仪器可以看到“点”和“面”,可以观察细节和系统。这确立了RUSH最大视场旅游显微镜仪器的国际地位。

大脑是人类认识自然的“最后边疆”,揭示神经回路的活动规律是了解大脑结构和高级功能的唯一途径。然而,大脑有数百亿到数千亿的神经元,每个神经元包含一千多个发送和接收信息的分支。由于观测设备的限制,无法获得被观测对象全脑高分辨率的动态成像数据。一直以来都局限于相关研究取得重大突破。

传统的显微电子显微镜成像可以观察神经细胞的精细结构,但不能实现体内观察;宏观功能核磁共振可以动态观察脑区域级的功能活动,但由于分辨率不够高,无法看到神经细胞。因此,戴琼海团队从一开始就以“介观高通量显微仪器”为研究方向。其目标是实现超宽视场、超高分辨率和超高速成像速度。清晰、快速、可持续。基于实验动物小鼠大脑直径为1 cm,神经元结构以微米为单位,神经活动以毫秒为单位的特点,研发团队将视场和分辨率目标分别设定为厘米和亚微米。

以传统显微镜为例。当我们想看得清楚的时候,观察范围必然是很小的;当我们想要更大的视场时,我们不得不牺牲分辨率。”范景涛告诉记者,这导致了这种矛盾。这是因为现有的成像仪器是在“物面和像面都是平的”的前提下设计的。事实上,平面物体的理想光学成像是弯曲的,视场越大,成像面曲率越高。为了与平面成像传感器相匹配,修正视场的曲率将使周边成为“虚拟”。

该团队采用了不同的方法,设计了一个适应图像表面曲率的广角物镜系统,提高了获取光学信息的能力。这种原始的设计是RUSH仪器能够“看得宽”和“分辨得清楚”的关键。另一方面,通过图像传感器矩阵实现数据的并行采集、传输、存储和重构,再将计算和照明融为一体,使视场、分辨率、帧率、数据吞吐量等综合指标处于国际领先地位。


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