世界

エンジニアは、リアルタイムの脳イメージングのためにミニ顕微鏡を作成します

カリフォルニア大学デイビス校の研究者は、マウスの脳活動のリアルタイム、高解像度、非侵襲的イメージングのために小型化された顕微鏡を作成しました。このデバイスは、神経科学者が脳をどのように研究するかに革命をもたらすための重要なステップです。「私たちがしていることは、自由に動いて動作するマウスで脳の活動を画像化するための技術を作成して行動のパラダイムを開くことです」と、電気およびコンピューター工学の教授であるWeijian Yang氏は述べています。 「目標は、マウスの脳の活動と行動の研究をリアルタイムで実現できるデバイスを作成することです。脳の活動が行動や知覚をどのように駆り立てるかを確認することです。」この顕微鏡は、脳がどのように機能するかについての洞察を前進させます。これは、脳障害の新しい改善された治療戦略の開発を強化することにより、人間の健康に利益をもたらすと予想されます。deepinminiscopeとして知られる最初の類似のイメージングシステムは、 科学の進歩で9月12日に発行された論文。 反復デザインこのイメージングシステムは、部品アセンブリのロボットビジョンなど、最小限の光散乱を伴う環境の大きなオブジェクトに適していましたが、生物学的または生物医学サンプルの詳細をキャプチャするのに苦労しました。生きている組織では、光散乱が一般的であり、信号のコントラストは低くなる傾向があり、大量の空間で複雑な特徴を再構築することは計算上の問題です。Deepinminiscopeは、100を超える小型の高解像度レンズレットを含む新しいマスクデザインでこれらの問題を解決します。新しいニューラルネットワークは、各レンズレットの画像を組み合わせて3Dの画像を再構築します。 深い（学習）洞察Deepinminiscopeのニューラルネットワークは、機械学習へのさまざまなアプローチを組み合わせて、展開されたニューラルネットワークを作成します。これにより、大規模な3Dボリュームにわたる細かい詳細の瞬時で正確で高解像度の再構築が可能になります。このツールを使用して、Yangと彼の研究チームは、マウスのニューロン活動をリアルタイムで記録しました。「私たちのアルゴリズムは、解釈可能性、効率、スケーラビリティ、精度を組み合わせています」と、ヤンの研究室のポスドク研究者であり、対応する論文の最初の著者であるFeng Tian氏は述べています。 「最小限のトレーニングデータのみが必要ですが、高速で大規模なデータセットを堅牢かつ正確に処理できます。」ハットトリックマウスが自由に動くにつれてマウスが快適かつ安全に摩耗するのに十分なほど小さくて人間工学に基づいていることにより、ヤンは神経科学者がリアルタイムで行動を研究できるようにすることを目指しています。わずか3平方センチ、ブドウの大きさ、10グラムの4ペニーの重量で、Deepinminiscopeが近くにあります。 以前には、従来のカメラの大きなフットプリントによって同様の設計が制約されていた場合、Deepinminiscopeは、センサーを、自己完結型の密閉システムではなく、画像センサーを備えた裸の回路基板としてコンパクトとして使用しています。Yangの究極の目標は2平方センチメートルのデバイスで、マウスの帽子のサイズに比べます。さらに、次の反復では、Yangはデバイスをコードレスにしたいと考えています。「自由に振る舞う脳活動のリアルタイムの観察を可能にすることにより、この技術は、脳がどのように情報を処理し、行動を促進するかについての基本的な理解をもたらすだけでなく、脳障害の理解と人間の将来の治療戦略の発達の改善に貢献します。」 #エンジニアはリアルタイムの脳イメージングのためにミニ顕微鏡を作成します