Doric 神經光子學實驗系統

Doric 神經光子學實驗系統

過去幾年,光遺傳學植根已開枝散葉而成神經光子學(Neuro-photonics)。初始涵蓋之設備不外用於光刺激或用來控制基因編碼之光敏感蛋白所標記之細胞。在這些實驗中,來自雷射或LED光源的光,經光纖傳送至腦組織切片或至頭部被固定或活動自如之動物的腦部。
與時俱進,此一簡單之光學連結已演變成更複雜的線路,一如早期之光纖電信網路。這個”光纖至大腦(fiber-to-the-brain, FTTB)”網路,包括光纖耦合光源及驅動器、光閘或調制器、用於活動自如動物實驗之旋轉接頭、分光鏡、光纖跳線、各式不同光纖套管等等。除傳送光脈波至組織外,此網路也監測組織與光之互動,發送並記錄電信號及管控不同之輸注液。
光遺傳學利用光來控制某些腦細胞-藉開啟或關閉基因(或遺傳)修飾之細胞內之光敏感離子通道。然而,它只提供刺激,並未產生任何光信號。相對地,光纖光度測定(Fiber photometry)及微型化螢光顯微鏡檢(Miniature fluorescence microscopy)則為監測活動自如動物之腦細胞活性改變之理想工具。兩者皆利用激勵光來產生螢光信號,此一信號卻是神經元活性之指標。兩者間之相異處在:光纖光度測定系統偵測一群標記之細胞的螢光信號;螢光顯微鏡檢系統則記錄了視野內之光信號影像。
後續為光遺傳學、光纖光度測定、螢光顯微鏡、電生理系統之配置範例。

光遺傳學刺激–利用雷射二極體光纖光源。

雙側光遺傳學刺激–利用接頭化LED光源及光纖旋轉接頭。

雙光遺傳學刺激–利用雷射二極體光纖光源。

雙色光遺傳學刺激–利用Ce:YAG + LED光纖光源。

微型化螢光顯微鏡(旋合式電子變焦)系統–供GCaMP6深腦鈣成像

光纖光度測定系統–利用4埠整合螢光迷你巧方及光纖光度測定主機

光遺傳學刺激及電生理記錄–利用光-電探針極尖

光遺傳學刺激及液體輸注–利用單光纖-液流套管