直接的な焦点検出と焦点形成を備えた補償光学系を用いる深部組織多光子イメージング

組織深部の高分解能の光学イメージングは、生体物質の複雑な構造によって生じる光学収差および光の散乱のため容易でない。本論文では、ALPHA-FSS（analog lock-in phase detection for focus sensing and shaping）に基づく補償光学3光子顕微鏡を紹介する。ALPHA-FSSは、標本によって生じた収差と散乱の両方を正確に測定して効果的に補償し、深部での細胞内レベルの分解能を回復する。遠隔焦点調節を備えた共役補償光学系の構成により、無損傷頭蓋越しに軟膜下の深さ750 μmまでのマウス大脳皮質で微細な神経構造のin vivoイメージングが実現され、皮質のほぼ非侵襲的な高分解能顕微鏡解析が可能となった。また、無損傷頭蓋越しの高感度な機能的カルシウムイメージングおよび高精度のレーザー顕微手術も行った。さらに、無損傷脳内で軟膜下1.1 mmまでの深部皮質および皮質下海馬のin vivo高分解能イメージングも実現した。