研制小動(dòng)物三維在體光纖成像記錄，該成像設(shè)備以雙光子激發(fā)成像模態(tài)為中心，有機(jī)融合光片照明顯微成像模態(tài)，從細(xì)胞分子、結(jié)構(gòu)圖譜和功能回路多個(gè)層面系統(tǒng)多方面地提供生物體的神經(jīng)回路信息。圍繞小動(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備研制這一中心目標(biāo)，將會(huì)涉及到成像設(shè)備、圖像算法、軟件平臺(tái)、驗(yàn)證評(píng)價(jià)以及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等多方面研究。從生物體在體神經(jīng)回路深層和快速的成像要求出發(fā)，研制有機(jī)融合多光子深層激發(fā)成像模態(tài)和光片照明快速掃描顯微成像模態(tài)于一體的小動(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備，研發(fā)適用于快速動(dòng)態(tài)神經(jīng)回路成像的影像信息處理與分析平臺(tái)，建立小動(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備的醫(yī)學(xué)生物驗(yàn)證評(píng)價(jià)體系，開(kāi)展小動(dòng)物預(yù)臨床生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究，為小動(dòng)物腦疾病模型在體神經(jīng)回路的機(jī)理研究提供成像方法和工具。在體光纖成像記錄在腦功能研究中具有較多的用途。武漢神經(jīng)生物學(xué)光纖成像原理

在體生物發(fā)光成像不需要外部光源激發(fā), 自發(fā)熒光少，而在體光纖成像記錄，需要特定波長(zhǎng)的外部激發(fā)光源激發(fā), 自發(fā)熒光較多, 故前者比后者靈敏度更高, 在體生物發(fā)光斷層成像原型系統(tǒng), 主要由 CCD相機(jī)、 固定小動(dòng)物的支架、 控制裝置 （使支架水平運(yùn)動(dòng)、 垂直運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)） 、完全密閉的不透光的成像暗箱等組成。將小動(dòng)物麻醉后固定在支架上, 并置于成像暗箱中, 由控制裝置帶動(dòng)支架沿水平方向運(yùn)動(dòng)、 垂直方向運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn), 利用相機(jī)從多個(gè)不同角度和位置對(duì)活的物體小動(dòng)物的生物發(fā)光現(xiàn)象進(jìn)行投影成像 然后將采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中, 并采用特定的圖像重建算法定位動(dòng)物體內(nèi)的發(fā)光光源, 得到活的物體動(dòng)物體內(nèi)發(fā)光光源的精確位置信息。神經(jīng)生物學(xué)單光纖成像技術(shù)醫(yī)生可以在體光纖成像記錄直觀地進(jìn)行診斷和分析。

在體光纖成像記錄的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用：低能量、無(wú)輻射、對(duì)信號(hào)檢測(cè)靈敏度高、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)標(biāo)記的生物體內(nèi)細(xì)胞活動(dòng)和基因行為被較多應(yīng)用于監(jiān)控轉(zhuǎn)基因的表達(dá)、基因療于、染上的進(jìn)展、壞掉的的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移、系統(tǒng)移植、毒理學(xué)、病毒染上和藥學(xué)研究中?？梢?jiàn)光成像的主要缺點(diǎn)：二維平面成像、不能對(duì)的定量。具有標(biāo)記的較多性，有關(guān)生命活動(dòng)的小分子、小分子藥物、基因、配體、抗體等都可以被標(biāo)記；對(duì)于淺部組織和深部組織都具有很高的靈敏度可獲得斷層及三維信息，實(shí)現(xiàn)較精確的定位。

在體光纖成像記錄和傳統(tǒng)的體外成像或細(xì)胞培養(yǎng)相比有著明顯優(yōu)點(diǎn)。首先，在體光纖成像記錄能夠反映細(xì)胞或基因表達(dá)的空間和時(shí)間分布，從而了解活的物體動(dòng)物體內(nèi)的相關(guān)生物學(xué)過(guò)程、特異性基因功能和相互作用。由于可以對(duì)同一個(gè)研究個(gè)體進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)查看成像，既可以進(jìn)步數(shù)據(jù)的可比性，避免個(gè)體差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的可影響，又不需要?dú)⑺滥Ｊ絼?dòng)物，節(jié)省了大筆科研用度。第三，尤其在藥物開(kāi)發(fā)方面，在體光纖成像記錄更是具有劃時(shí)代的意義。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由于進(jìn)進(jìn)臨床研究的藥物中大部分由于安全題目而終止，導(dǎo)致了在臨床研究中大量的資金浪費(fèi)。在體生物發(fā)光成像不需要外部光源激發(fā)。

在體光纖成像記錄對(duì)于成像結(jié)果的處理，需要依賴(lài)專(zhuān)業(yè)的圖像分析軟件，分割出目的信號(hào)和背景噪聲，獲得準(zhǔn)確的熒光強(qiáng)度值。光學(xué)成像方法可分為基于熒光的方法和基于生物發(fā)光的方法。光學(xué)相對(duì)于設(shè)備小且較便宜?；畹奈矬w顯微成像的缺點(diǎn)是它的有創(chuàng)性，因?yàn)樾枰ㄟ^(guò)手術(shù)創(chuàng)造一個(gè)窗口來(lái)觀察感興趣的結(jié)構(gòu)和組織。宏觀層析熒光成像可以無(wú)創(chuàng)、定量和三維方式測(cè)定熒光，但其空間分辨率比活的物體顯微鏡低(約1毫米)。光學(xué)成像的根本缺點(diǎn)是光的組織穿透率低。由于吸收和散射，熒光發(fā)射的可見(jiàn)光譜中的光只能穿透幾百微米的組織。這個(gè)問(wèn)題限制了大多數(shù)光學(xué)方法在小動(dòng)物或人類(lèi)表面結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用。使用近紅外光譜能夠提高信號(hào)的組織穿透能力，并能降低了組織的自體熒光。在體光纖成像記錄利用生物發(fā)光技術(shù)進(jìn)行動(dòng)物體內(nèi)檢測(cè)。在體光纖記錄應(yīng)用

在體光纖成像記錄還應(yīng)保持標(biāo)本相對(duì)位置和形態(tài)的一致。武漢神經(jīng)生物學(xué)光纖成像原理

在體光纖成像記錄與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)顯微成像系統(tǒng)相結(jié)合，已形成光纖OCT成像系統(tǒng)、光纖共焦顯微成像系統(tǒng)、關(guān)聯(lián)成像、光纖多光子成像技術(shù)以及三維成像等技術(shù)，發(fā)揮了原有顯微系統(tǒng)的長(zhǎng)處，可應(yīng)用到更多原來(lái)儀器所無(wú)法使用的場(chǎng)合。經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，單光纖成像技術(shù)在成像機(jī)理、成像質(zhì)量和應(yīng)用研究等方面都取得了很大的進(jìn)步，為超細(xì)內(nèi)窺鏡技術(shù)的發(fā)展提供了新的方向，并使內(nèi)窺鏡在新領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。近幾年，衍射成像技術(shù)和計(jì)算成像技術(shù)成為新的研究熱點(diǎn)，該領(lǐng)域的研究成果為單光纖成像技術(shù)提供了更多的技術(shù)支持。武漢神經(jīng)生物學(xué)光纖成像原理