Ultra-miniaturized single fiber probe for functional brain imaging in freely moving animals
用于自由活动动物的功能性脑成像的超小型单光纤探头
基本信息
- 批准号:9053610
- 负责人:
- 金额:$ 23.94万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2015
- 资助国家:美国
- 起止时间:2015-09-30 至 2017-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAlgorithmsAnimalsBehavioralBrain imagingCaliberCalibrationCodeCollaborationsCommunicationDataDetectionDevelopmentDevicesEffectivenessEndoscopesEndoscopyFiberGeometryGoalsImageImaging DeviceLabelLasersLearningLightingMachine LearningMicroscopeMicroscopicMiniaturizationMotionMusOperative Surgical ProceduresOpticsOutputPenetrationRecoveryResolutionSideSocietiesStructureSystemTechniquesTissuesWireless Technologybasebrain tissuehigh riskimage reconstructionimprintimprovedin vivoindexinginterestlensminiaturizeminimally invasiveoptical fiberoptical imagingphotonicsportabilitypublic health relevancereconstructionrelating to nervous systemtargeted imagingtransmission processtrend
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): Microscope techniques to image inside brain tissue are generally limited by poor depth penetration. Micro-endoscopy, wherein a probe is physically inserted into the tissue, can overcome this limitation in depth penetration, but at the expense of invasiveness and tissue damage due to the size of the probe. Our goal here is to palliate these problems by developing an ultra-miniature microendoscope probe based on a single, lensless optical fiber. The direct transmission of an image through an optical fiber is difficult because spatial information becomes scrambled upon propagation. We have recently demonstrated an image transmission strategy where spatial information is first converted to spectral information. Our strategy is based on a principle of spread-spectrum encoding, borrowed from wireless communications, wherein object pixels are converted into distinct spectral codes that span the full bandwidth of the object spectrum. Image recovery is performed by numerical inversion of the detected spectrum at the fiber output. We have provided a simple demonstration of spread-spectrum encoding using macroscopic Fabry-Perot etalons. Our technique enables the 2D imaging of luminous (i.e. fluorescent or bioluminescent) objects with high throughput independent of pixel number. Moreover, it is insensitive to fiber bending, contains no moving parts, and opens the attractive possibility of extreme miniaturization down to the size of a single
optical fiber. Our goal here is to develop, characterize, and establish the versatility of a new class of ultra-miniature fiber probes that can provide functional 2D brain imaging at arbitrary depths and with minimal tissue damage. Our strategy will involve probe development, machine-learning algorithm development, and the actual demonstration of microendoscopic imaging in freely moving behaving animals.
描述(由适用提供):显微镜技术在脑组织内部图像通常受到深度渗透不良的限制。微观镜,其中探针被物理插入组织中,可以在深度渗透中克服这一限制,但由于探针的大小而造成了侵入性和组织损伤。我们在这里的目标是通过基于单个无透镜光纤的超米型微型镜探针来抑制这些问题。图像通过光学纤维的直接传播很困难,因为空间信息在传播时会加剧。我们最近展示了一种图像传输策略,其中首先将空间信息转换为光谱信息。我们的策略是基于从无线通信借用的传谱编码的原理,其中对象像素被转换为跨越对象光谱的完整带宽的不同光谱代码。图像恢复是通过在FIBER输出下检测到的光谱的数值反转来执行的。我们提供了使用宏观fabry-perot etalons的传播编码的简单证明。我们的技术实现了具有高吞吐量的发光(即荧光或生物发光)物体的2D成像,而与像素数无关。此外,它对弯曲的弯曲不敏感,不包含运动部件,并打开了极端微型化的有吸引力的可能性,直到一个单一的大小
光纤。我们的目标是开发,表征和建立一类新的超细胞纤维问题的多功能性,这些问题可以在任意深度和最小的组织损伤下提供功能性2D脑成像。我们的策略将涉及探针开发,机器学习算法的发展以及在自由移动行为动物中的微观镜面成像的实际证明。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Jerome Mertz其他文献
Jerome Mertz的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Jerome Mertz', 18)}}的其他基金
Ultrafast high-contrast voltage imaging in freely moving animals
自由移动动物的超快高对比度电压成像
- 批准号:
10445419 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Multi-Layer Neuronal Imaging with Reverberation Multiphoton Microscopy
使用混响多光子显微镜进行多层神经元成像
- 批准号:
10543772 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Multi-layer neuronal imaging with reverberation multiphoton microscopy
使用混响多光子显微镜进行多层神经元成像
- 批准号:
10320482 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Fast, large-scale neuronal imaging with multi-z confocal microscopy
使用多 Z 共聚焦显微镜进行快速、大规模神经元成像
- 批准号:
10088442 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Fast, large-scale neuronal imaging with multi-z confocal microscopy
使用多 Z 共聚焦显微镜进行快速、大规模神经元成像
- 批准号:
10524735 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Fast, large-scale neuronal imaging with multi-z confocal microscopy
使用多 Z 共聚焦显微镜进行快速、大规模神经元成像
- 批准号:
10304852 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Retinal/choroidal imaging with transcranial back-illumination
经颅背照式视网膜/脉络膜成像
- 批准号:
9762120 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Multi-region, extended-depth imaging of neural activity via a novel needle microendoscope
通过新型针显微内窥镜对神经活动进行多区域、深度成像
- 批准号:
8953984 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
相似国自然基金
加速器磁铁励磁电源扰动物理机制和观测抑制算法的研究
- 批准号:12305170
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
动物中一类新的长前体miRNA的发现、预测算法设计及其功能初探
- 批准号:32270602
- 批准年份:2022
- 资助金额:54.00 万元
- 项目类别:面上项目
动物中一类新的长前体miRNA的发现、预测算法设计及其功能初探
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:54 万元
- 项目类别:面上项目
面向移动物联网的高效数据查询机制与算法研究
- 批准号:62072402
- 批准年份:2020
- 资助金额:56 万元
- 项目类别:面上项目
考虑充电站选址和容量限制的电动物流车辆路径问题研究
- 批准号:71901177
- 批准年份:2019
- 资助金额:18.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Investigating the Protective Efficacy of SIV/HIV T and B cell Immunity Induced by RNA Replicons
研究 RNA 复制子诱导的 SIV/HIV T 和 B 细胞免疫的保护功效
- 批准号:
10673223 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Elucidating causal mechanisms of ethanol-induced analgesia in BXD recombinant inbred mouse lines
阐明 BXD 重组近交系小鼠乙醇诱导镇痛的因果机制
- 批准号:
10825737 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Unified, Scalable, and Reproducible Neurostatistical Software
统一、可扩展且可重复的神经统计软件
- 批准号:
10725500 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Dynamic neural coding of spectro-temporal sound features during free movement
自由运动时谱时声音特征的动态神经编码
- 批准号:
10656110 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别:
Biomarkers for Brain Resetting as an Assistive Tool in the Treatment of Status Epilepticus
大脑重置生物标志物作为治疗癫痫持续状态的辅助工具
- 批准号:
10698969 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 23.94万 - 项目类别: