Microscopie multimodale à 3 photons pour l'analyse de l'oxygénation du sang et de l'activité neuronale dans les tissus profonds – 3P-NEUROVASC

L'hyperémie fonctionnelle est l'augmentation du flux sanguin déclenchée par l'activité neuronale et résultant du couplage neurovasculaire (CNV), un ensemble de voies impliquant neurones, astrocytes, cellules endothéliales et cellules contractiles. Les signaux IRMf (‘BOLD’) sondent l’oxygénation du sang avec une résolution millimétrique et dépendent du CNV. Par conséquent, la cartographie du flux et de l’oxygénation des globules rouges (RBC), et de l'activité neuronale, est essentielle pour comprendre la relation entre les signaux IRMf et l’activité neuronale locale. Cependant, les méthodes actuelles de microscopie intravitale de l'oxygénation sont limitées en termes de résolution spatio-temporelle et ne sont pas facilement compatibles avec l'imagerie de l'activité neuronale. L'objectif de ce projet est donc de développer une nouvelle forme de microscopie multiphotonique qui permettra l'imagerie simultanée de l'activité neuronale, du flux sanguin et de l'oxygénation des globules rouges avec des capacités uniques : une profondeur d'imagerie millimétrique, une résolution 3D micrométrique et des temps par pixel de l'ordre de la microseconde. Cette nouvelle approche sera utilisée pour analyser le CNV dans des systèmes modèles tels que le bulbe olfactif de la souris. Notre projet est basé sur la détection simultanée de signaux de fluorescence à trois photons (3P) provenant de sondes calciques et de signaux de sommes de fréquences du troisième ordre (TSFG), sensibles au flux et à l'oxygénation des globules rouges. La TSFG utilisant une double excitation femtoseconde est une modalité d'imagerie spectroscopique que nous avons récemment introduite, qui est sensible à l'absorption de l'hémoglobine et est compatible avec la microscopie 3P. La microscopie multimodale 3P-TSFG fournira une approche unique pour analyser la physiologie du cerveau cérébral avec une résolution cellulaire. Notre consortium est à la pointe de cette nouvelle avancée technologique et de ses applications.