TrUDI 三光子超深成像实现小鼠脑 2 mm 深度细胞分辨率神经活动记录

研究团队提出三光子超深成像系统 TrUDI，在小鼠皮层和海马中实现组织深度约 2 mm 的细胞分辨率神经群体活动记录。三光子显微成像此前在小鼠脑内可记录神经活动的深度约为 1.2 mm，而受离焦背景荧光限制，其理论深度极限远超 2 mm，主要瓶颈是焦点内荧光信号不足。TrUDI 通过系统优化激发激光、光学系统与采集参数，在安全激光暴露的线性与非线性限制内匹配单细胞分辨率钙成像的时空要求，在相同激光功率下将探测到的荧光光子产额提高约 250 倍。最终可在约 230 × 230 µm² 视野、8.6 Hz 帧率下记录神经活动，并支持该深度范围内的结构与功能成像。