共焦点ライトフィールド顕微鏡法によるマウスとゼブラフィッシュの脳の立体的動態の高速イメージング

神経ネットワークの機能と、そのネットワークが動的な血管系によって支持される仕組みの詳細な解明には、厚い組織の迅速かつ三次元でのイメージングが必要である。本論文では、脳内の深さ数百μmでの迅速な立体的イメージングを可能とする共焦点ライトフィールド顕微鏡法を紹介する。この方法は、合焦空間から選択的に蛍光シグナルを収集して光学切片生成能力をもたらす一般化された共焦点検出機構を用いることで、厚い組織のイメージングの解像度と感度を改善する。我々は、自由に遊泳するゼブラフィッシュ幼生の脳全体のカルシウムトランジェントを実地に記録し、採餌中に行動と相関する単一ニューロン中の活動を観察した。さらにマウス脳において、我々は最大370 μmの深さで神経活動を検出し、最大600 μmの深さで直径800 μm × 厚さ150 μmの体積にわたって70 Hzで血液細胞を追跡した。