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講解空間光調(diào)制器雙光子的發(fā)展 掃描雙光子顯微鏡使用諧振，或使用聲光偏轉(zhuǎn)器光柵掃描建立一個(gè)圖像。這種方式可實(shí)現(xiàn)50 kHz的掃描速率。 然而，用這種方法難以實(shí)現(xiàn)同時(shí)多點(diǎn)刺激，因?yàn)?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=激光',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_3">激光需要停留在每個(gè)位置收集足夠的光子以產(chǎn)生可用的圖像或調(diào)節(jié)活動(dòng)。 空間光調(diào)制器試圖通過(guò)增加峰值激發(fā)強(qiáng)度來(lái)避免這種情況是基本上受到限制的，因?yàn)楦?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=功率',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_12">功率激光會(huì)引起神經(jīng)元的光損傷和熒光團(tuán)的光漂白。 此外，傳統(tǒng)顯微鏡于對(duì)二維表面進(jìn)行成像，而神經(jīng)回路具有三維結(jié)構(gòu)。深度掃描可用于構(gòu)建3D圖像，但速度非常慢，因?yàn)樗ǔＭㄟ^(guò)以大約20 Hz的速率掃描物鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)。 這不足以監(jiān)測(cè)在一毫秒的時(shí)間尺度上發(fā)生的神經(jīng)活動(dòng)。對(duì)于光遺傳學(xué)研究，需要能夠在3D空間中動(dòng)態(tài)和任意形成多個(gè)焦點(diǎn)的顯微鏡以監(jiān)視和操縱發(fā)射模式，并且顯微鏡能夠進(jìn)行3D成像以捕獲神經(jīng)元電路的響應(yīng)。  空間光調(diào)制器在掃描雙光子/三光子顯微鏡的激發(fā)路徑中添加液晶空間光調(diào)制器(SLM)，可以將激發(fā)源分成幾百個(gè)獨(dú)立的焦點(diǎn)，并以高達(dá)300 Hz的頻率重新配置焦點(diǎn)的3D位置。 因此，使用SLM可以傳遞光線，同時(shí)可激發(fā)多個(gè)3D位點(diǎn)的神經(jīng)元，然后將目標(biāo)細(xì)胞定位在一個(gè)體積內(nèi)以監(jiān)測(cè)神經(jīng)回路對(duì)刺激的反應(yīng)。 這使得在大量細(xì)胞群中監(jiān)測(cè)和操縱神經(jīng)元活動(dòng)的過(guò)程可同步進(jìn)行。 Yuste證明了SLM在光遺傳學(xué)中的應(yīng)用潛力，它開(kāi)發(fā)了一種基于SLM的原型顯微鏡，可以同時(shí)激發(fā)腦切片中的多個(gè)神經(jīng)元。 空間光調(diào)制器在工作中，Yuste同時(shí)在幾十個(gè)神經(jīng)元中成像并檢測(cè)動(dòng)作電位，幀頻為66 Hz。這對(duì)于神經(jīng)科學(xué)界來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大進(jìn)步，但是當(dāng)時(shí)Yuste可用的SLM限制了這項(xiàng)工作。 這項(xiàng)工作推動(dòng)了先進(jìn)的SLMs的發(fā)展，以提高分辨率可研究的大腦的體積，改善功率處理以增加一次可照亮的神經(jīng)元的數(shù)量，并且提高液晶的響應(yīng)時(shí)間，使得激勵(lì)時(shí)間可以匹配神經(jīng)電路動(dòng)態(tài)過(guò)程。 空間光調(diào)制器的HSP1920型SLM分辨率從512 x 512像素提高到1920 x 1152像素，同時(shí)在1064 nm處達(dá)到300 Hz的液晶響應(yīng)時(shí)間(0-2π)和845Hz的幀頻。 關(guān)鍵詞： 空間光調(diào)制器光子
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