Imaging reti neuronali
Le reti neurali sono costituite da migliaia di neuroni dispersi nello spazio 3D, spesso attraverso molti strati corticali del tessuto cerebrale. La scansione 3D ad accesso casuale eseguita dalla tecnologia Acusto Optics combinata con la microscopia a due fotoni è la scelta migliore per rivelare le dinamiche delle reti neurali durante l’elaborazione delle informazioni. Consente di registrare l’attività neuronale da popolazioni cellulari costituite da un massimo di migliaia di cellule in vivo. La tecnologia anti-movimento 3D combinata con i nuovi metodi di scansione uniti in FEMTO3D Atlas fornisce una soluzione flessibile per raccogliere dati corretti dal movimento in grandi volumi a frame rate elevati durante il comportamento.
Imaging rami dedritici
La scansione del punto ad accesso casuale 3D estesa spostando il punto focale lungo gli elementi di scansione con varie forme e dimensioni consente l’imaging senza interruzioni su più rami dendritici. Il campionamento è continuo durante la deriva, quindi questa modalità di scansione offre una risoluzione spaziale più dettagliata senza modificare il tempo di scansione complessivo che ricorda tanto quanto durante la scansione del punto. Di conseguenza, è possibile portare alla luce la funzione di sottili segmenti dendritici o persino spine, singoli potenziali d’azione.
Studi comportamentali
La nostra tecnologia anti-movimento consente di catturare l’attività cellulare mentre un animale si muove nella realtà virtuale e svolge compiti. Per preservare i segnali durante l’imaging, i punti di scansione vengono estesi a linee derivate che si adattano con precisione l’una all’altra risultando in elementi di superficie o volume che racchiudono l’oggetto target. Questi elementi coprono non solo le ROI preselezionate, ma anche le aree limitrofe, offrendo l’opportunità di correggere il movimento preservando tutte le informazioni fluorescenti durante i movimenti e diminuendo gli artefatti di più di un ordine di grandezza nel comportamento degli animali.
Optogenetica
Le tecniche di fotostimolazione consentono di attivare le cellule in modo selettivo e preciso, il che le rende vantaggiose per varie applicazioni biologiche. Il miglioramento della microscopia a due fotoni con questa capacità rende questa tecnologia adatta per studi che vanno dalla plasticità sinaptica agli esperimenti che studiano l’apprendimento e la memoria in vivo nel tessuto cerebrale. All’estensione FEMTO3D Atlas Dichro, è possibile accoppiare un secondo laser che consente agli utenti di eseguire simultaneamente la stimolazione optogenetica o l’uncaging con l’imaging del calcio, anche in diverse popolazioni cellulari.
Scanner regionale 3D
L’utilizzo della microscopia a due fotoni potenziata dalla tecnologia AO in combinazione con il nostro pacchetto software di acquisizione dati di facile utilizzo offre la massima flessibilità nella selezione rapida di ROI 3D con varie forme e dimensioni come punti, traiettorie, quadrati, ecc. Le ROI possono essere mirate con precisione e rapidità nel tessuto senza sprecare tempo di misurazione su aree di sfondo non necessarie, aumentando la velocità di misurazione fino a 30 kHz e il rapporto segnale-rumore di diversi ordini di grandezza rispetto alla classica scansione raster.
Anti-movimento 3D
I nuovi metodi di scansione 3D dell’Atlante FEMTO3D basato sulla microscopia a due fotoni raccolgono tutte le informazioni sulla fluorescenza dalle regioni delle ROI durante le misurazioni 3D nel cervello di animali che si comportano e si muovono che eseguono compiti nella realtà virtuale. Per preservare i segnali fluorescenti durante il movimento, i punti di scansione vengono estesi in 3D a elementi planari o di volume, racchiudendo sempre l’oggetto target (Szalay et al 2016, Neuron). Viene mantenuta una frequenza di campionamento di 10-1.000 Hz, necessaria per risolvere l’attività neurale nelle singole ROI. Pertanto, la nostra tecnologia consente la correzione degli artefatti da movimento in vivo su una scala spaziale precisa.
Scanner arbitrario ad alta velocità
La modalità di scansione raster ad alta velocità del FEMTO3D Atlas basato su microscopia a due fotoni fornisce una velocità di scansione di 40 fps a 510 x 510 pixel e 500 x 500 µm2, che è più veloce della maggior parte dei microscopi a scansione risonante a due fotoni, la cui velocità massima è intorno ai 30 fps. Grazie alla tecnologia Acusto Optics, il piano di scansione può essere scelto arbitrariamente mantenendo la velocità: il piano scansionato ad alta velocità può essere perpendicolare all’asse dell’obiettivo o giacere ad un angolo arbitrario in X e/o Y .
Fotostimolazione 3D
Utilizzando il metodo di eccitazione ad accesso casuale 3D del FEMTO3D Atlas Dichro basato sulla microscopia a due fotoni, i metodi di scansione della tecnologia Femtonics Acusto Optics sono disponibili con parametri flessibili per la fotostimolazione. A seconda del modello di scansione selezionato, gli utenti possono stimolare singole cellule scarsamente distribuite o processi dendritici in un grande volume con elevata precisione. Passando rapidamente tra le due linee laser, l’attività può essere registrata quasi contemporaneamente alla fotostimolazione.
Sistema di imaging 3D
Il FEMTO3D Atlas basato sulla microscopia a due fotoni può essere combinato con un microscopio verticale preesistente grazie al suo telaio modulare regolabile. Pertanto, l’Atlas può estendere le configurazioni esistenti con una rapida capacità di imaging funzionale 3D. Inoltre, Atlas può funzionare come un sistema individuale: il nostro oscilloscopio Femtonics 2P Platform di base è stato sviluppato esclusivamente per FEMTO3D Atlas. Il microscopio ha un’unità di stabilizzazione del raggio integrata, che elimina tutti i tipi di errori ottici generati dalla deriva termica, dal movimento, dall’invecchiamento del sistema laser o da qualsiasi altra perturbazione in prossimità dei deflettori AO.
Tecnologia Acusto-Optics
Le nuove caratteristiche del microscopio FEMTO3D Atlas, che aumentano i vantaggi della microscopia a due fotoni, sono i deflettori acusto-ottici (AOD) regolabili elettricamente responsabili della messa a fuoco X, Y e Z (tecnologia acusto-ottica o AO). Questi deflettori non contengono specchi di scansione o altri componenti meccanici che si muovono lentamente, quindi il posizionamento del punto focale è rapido, flessibile, stabile e indipendente dalla distanza percorsa. Questa libertà di posizionamento si traduce in una velocità di scansione estremamente elevata, fino a 30 kHz in qualsiasi posizione 3D in un volume di un millimetro cubo sotto l’obiettivo.
App. Notes
