Abstract

Conventional point-by-point imaging schemes for laser scanning microscopy limit acquisition speeds, particularly when imaging three-dimensional volumes. We report a novel approach that achieves parallelization of multiple fields of view through the use of spectral encoding. By focusing two or more beams of different wavelengths at different positions within a suitable tissue, fluorescence or second/third harmonic generation emissions from these regions can be uniquely separated. We demonstrate that this approach can allow simultaneous in vivo imaging of fluorescence in two planes within the living rodent cortex, and of second harmonic generation in fresh tissue.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. F. Helmchen and W. Denk, Nat. Meth. 2, 932 (2005).
    [CrossRef]
  2. A. F. H. McCaslin, B. R. Chen, A. J. Radosevich, B. Cauli, and E. M. C. Hillman, J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 795 (2011).
    [CrossRef]
  3. K. Ohki, S. Chung, Y. H. Ch’ng, P. Kara, and R. C. Reid, Nature 433, 597 (2005).
    [CrossRef]
  4. G. Duemani Reddy, K. Kelleher, R. Fink, and P. Saggau, Nat. Neurosci. 11, 713 (2008).
    [CrossRef]
  5. W. Gobel, B. M. Kampa, and F. Helmchen, Nat. Meth. 4, 73 (2007).
    [CrossRef]
  6. B. F. Grewe, F. F. Voigt, M. van’t Hoff, and F. Helmchen, Biomed. Opt. Express 2, 2035 (2011).
    [CrossRef]
  7. J. Bewersdorf, R. Pick, and S. W. Hell, Opt. Lett. 23, 655 (1998).
    [CrossRef]
  8. E. Papagiakoumou, V. de Sars, D. Oron, and V. Emiliani, Opt. Express 16, 22039 (2008).
    [CrossRef]
  9. W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
    [CrossRef]
  10. A. J. Radosevich, M. B. Bouchard, S. A. Burgess, B. R. Chen, and E. M. Hillman, Opt. Lett. 33, 2164 (2008).
    [CrossRef]
  11. L. E. Grosberg, A. J. Radosevich, S. Asfaha, T. C. Wang, and E. M. Hillman, PLoS One 6, e19925 (2011).
    [CrossRef]
  12. E. E. Hoover, M. D. Young, E. V. Chandler, A. Luo, J. J. Field, K. E. Sheetz, A. W. Sylvester, and J. A. Squier, Biomed. Opt. Express 2, 113 (2011).
    [CrossRef]
  13. P. S. Salter, G. Carbone, E. J. Botcherby, T. Wilson, S. J. Elston, and E. P. Raynes, Phys. Rev. Lett. 103, 257803 (2009).
    [CrossRef]
  14. P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
    [CrossRef]
  15. M. D. Fox, and M. E. Raichle, Nat. Rev. Neurosci. 8, 700 (2007).
    [CrossRef]
  16. N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
    [CrossRef]
  17. B. R. Chen, M. B. Bouchard, A. F. H. McCaslin, S. A. Burgess, and E. M. C. Hillman, Neuroimage 54, 1021 (2011).
    [CrossRef]
  18. A. Cheng, J. T. Goncalves, P. Golshani, K. Arisaka, and C. Portera-Cailliau, Nat. Meth. 8, 139 (2011).
    [CrossRef]

2011 (6)

A. F. H. McCaslin, B. R. Chen, A. J. Radosevich, B. Cauli, and E. M. C. Hillman, J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 795 (2011).
[CrossRef]

B. R. Chen, M. B. Bouchard, A. F. H. McCaslin, S. A. Burgess, and E. M. C. Hillman, Neuroimage 54, 1021 (2011).
[CrossRef]

A. Cheng, J. T. Goncalves, P. Golshani, K. Arisaka, and C. Portera-Cailliau, Nat. Meth. 8, 139 (2011).
[CrossRef]

L. E. Grosberg, A. J. Radosevich, S. Asfaha, T. C. Wang, and E. M. Hillman, PLoS One 6, e19925 (2011).
[CrossRef]

E. E. Hoover, M. D. Young, E. V. Chandler, A. Luo, J. J. Field, K. E. Sheetz, A. W. Sylvester, and J. A. Squier, Biomed. Opt. Express 2, 113 (2011).
[CrossRef]

B. F. Grewe, F. F. Voigt, M. van’t Hoff, and F. Helmchen, Biomed. Opt. Express 2, 2035 (2011).
[CrossRef]

2010 (2)

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

P. S. Salter, G. Carbone, E. J. Botcherby, T. Wilson, S. J. Elston, and E. P. Raynes, Phys. Rev. Lett. 103, 257803 (2009).
[CrossRef]

2008 (3)

2007 (2)

W. Gobel, B. M. Kampa, and F. Helmchen, Nat. Meth. 4, 73 (2007).
[CrossRef]

M. D. Fox, and M. E. Raichle, Nat. Rev. Neurosci. 8, 700 (2007).
[CrossRef]

2005 (2)

F. Helmchen and W. Denk, Nat. Meth. 2, 932 (2005).
[CrossRef]

K. Ohki, S. Chung, Y. H. Ch’ng, P. Kara, and R. C. Reid, Nature 433, 597 (2005).
[CrossRef]

1998 (1)

1990 (1)

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[CrossRef]

Arisaka, K.

A. Cheng, J. T. Goncalves, P. Golshani, K. Arisaka, and C. Portera-Cailliau, Nat. Meth. 8, 139 (2011).
[CrossRef]

Asfaha, S.

L. E. Grosberg, A. J. Radosevich, S. Asfaha, T. C. Wang, and E. M. Hillman, PLoS One 6, e19925 (2011).
[CrossRef]

Beaurepaire, E.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Bewersdorf, J.

Boas, D. A.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Botcherby, E. J.

P. S. Salter, G. Carbone, E. J. Botcherby, T. Wilson, S. J. Elston, and E. P. Raynes, Phys. Rev. Lett. 103, 257803 (2009).
[CrossRef]

Bouchard, M. B.

B. R. Chen, M. B. Bouchard, A. F. H. McCaslin, S. A. Burgess, and E. M. C. Hillman, Neuroimage 54, 1021 (2011).
[CrossRef]

A. J. Radosevich, M. B. Bouchard, S. A. Burgess, B. R. Chen, and E. M. Hillman, Opt. Lett. 33, 2164 (2008).
[CrossRef]

Bourgine, P.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Burgess, S. A.

B. R. Chen, M. B. Bouchard, A. F. H. McCaslin, S. A. Burgess, and E. M. C. Hillman, Neuroimage 54, 1021 (2011).
[CrossRef]

A. J. Radosevich, M. B. Bouchard, S. A. Burgess, B. R. Chen, and E. M. Hillman, Opt. Lett. 33, 2164 (2008).
[CrossRef]

Buxton, R. B.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Carbone, G.

P. S. Salter, G. Carbone, E. J. Botcherby, T. Wilson, S. J. Elston, and E. P. Raynes, Phys. Rev. Lett. 103, 257803 (2009).
[CrossRef]

Cauli, B.

A. F. H. McCaslin, B. R. Chen, A. J. Radosevich, B. Cauli, and E. M. C. Hillman, J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 795 (2011).
[CrossRef]

Ch’ng, Y. H.

K. Ohki, S. Chung, Y. H. Ch’ng, P. Kara, and R. C. Reid, Nature 433, 597 (2005).
[CrossRef]

Chandler, E. V.

Chen, B. R.

B. R. Chen, M. B. Bouchard, A. F. H. McCaslin, S. A. Burgess, and E. M. C. Hillman, Neuroimage 54, 1021 (2011).
[CrossRef]

A. F. H. McCaslin, B. R. Chen, A. J. Radosevich, B. Cauli, and E. M. C. Hillman, J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 795 (2011).
[CrossRef]

A. J. Radosevich, M. B. Bouchard, S. A. Burgess, B. R. Chen, and E. M. Hillman, Opt. Lett. 33, 2164 (2008).
[CrossRef]

Cheng, A.

A. Cheng, J. T. Goncalves, P. Golshani, K. Arisaka, and C. Portera-Cailliau, Nat. Meth. 8, 139 (2011).
[CrossRef]

Chung, S.

K. Ohki, S. Chung, Y. H. Ch’ng, P. Kara, and R. C. Reid, Nature 433, 597 (2005).
[CrossRef]

D’Arceuil, H. E.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Dale, A. M.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

De Crespigny, A. J.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

de Sars, V.

Debarre, D.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Denk, W.

F. Helmchen and W. Denk, Nat. Meth. 2, 932 (2005).
[CrossRef]

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[CrossRef]

Devor, A.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Duemani Reddy, G.

G. Duemani Reddy, K. Kelleher, R. Fink, and P. Saggau, Nat. Neurosci. 11, 713 (2008).
[CrossRef]

Duloquin, L.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Elston, S. J.

P. S. Salter, G. Carbone, E. J. Botcherby, T. Wilson, S. J. Elston, and E. P. Raynes, Phys. Rev. Lett. 103, 257803 (2009).
[CrossRef]

Emiliani, V.

Faure, E.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Field, J. J.

Fink, R.

G. Duemani Reddy, K. Kelleher, R. Fink, and P. Saggau, Nat. Neurosci. 11, 713 (2008).
[CrossRef]

Fox, M. D.

M. D. Fox, and M. E. Raichle, Nat. Rev. Neurosci. 8, 700 (2007).
[CrossRef]

Gobel, W.

W. Gobel, B. M. Kampa, and F. Helmchen, Nat. Meth. 4, 73 (2007).
[CrossRef]

Golshani, P.

A. Cheng, J. T. Goncalves, P. Golshani, K. Arisaka, and C. Portera-Cailliau, Nat. Meth. 8, 139 (2011).
[CrossRef]

Goncalves, J. T.

A. Cheng, J. T. Goncalves, P. Golshani, K. Arisaka, and C. Portera-Cailliau, Nat. Meth. 8, 139 (2011).
[CrossRef]

Grewe, B. F.

Grosberg, L. E.

L. E. Grosberg, A. J. Radosevich, S. Asfaha, T. C. Wang, and E. M. Hillman, PLoS One 6, e19925 (2011).
[CrossRef]

Hell, S. W.

Helmchen, F.

B. F. Grewe, F. F. Voigt, M. van’t Hoff, and F. Helmchen, Biomed. Opt. Express 2, 2035 (2011).
[CrossRef]

W. Gobel, B. M. Kampa, and F. Helmchen, Nat. Meth. 4, 73 (2007).
[CrossRef]

F. Helmchen and W. Denk, Nat. Meth. 2, 932 (2005).
[CrossRef]

Hillman, E. M.

L. E. Grosberg, A. J. Radosevich, S. Asfaha, T. C. Wang, and E. M. Hillman, PLoS One 6, e19925 (2011).
[CrossRef]

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

A. J. Radosevich, M. B. Bouchard, S. A. Burgess, B. R. Chen, and E. M. Hillman, Opt. Lett. 33, 2164 (2008).
[CrossRef]

Hillman, E. M. C.

B. R. Chen, M. B. Bouchard, A. F. H. McCaslin, S. A. Burgess, and E. M. C. Hillman, Neuroimage 54, 1021 (2011).
[CrossRef]

A. F. H. McCaslin, B. R. Chen, A. J. Radosevich, B. Cauli, and E. M. C. Hillman, J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 795 (2011).
[CrossRef]

Hoover, E. E.

Kampa, B. M.

W. Gobel, B. M. Kampa, and F. Helmchen, Nat. Meth. 4, 73 (2007).
[CrossRef]

Kara, P.

K. Ohki, S. Chung, Y. H. Ch’ng, P. Kara, and R. C. Reid, Nature 433, 597 (2005).
[CrossRef]

Kelleher, K.

G. Duemani Reddy, K. Kelleher, R. Fink, and P. Saggau, Nat. Neurosci. 11, 713 (2008).
[CrossRef]

Kurz, R.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Liu, T. T.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Lu, K.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Luengo-Oroz, M. A.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Luo, A.

Mandeville, J. B.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Marota, J. J.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

May, L. D.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

McCaslin, A. F. H.

B. R. Chen, M. B. Bouchard, A. F. H. McCaslin, S. A. Burgess, and E. M. C. Hillman, Neuroimage 54, 1021 (2011).
[CrossRef]

A. F. H. McCaslin, B. R. Chen, A. J. Radosevich, B. Cauli, and E. M. C. Hillman, J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 795 (2011).
[CrossRef]

Ohki, K.

K. Ohki, S. Chung, Y. H. Ch’ng, P. Kara, and R. C. Reid, Nature 433, 597 (2005).
[CrossRef]

Olivier, N.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Oron, D.

Papagiakoumou, E.

Peyrieras, N.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Pick, R.

Portera-Cailliau, C.

A. Cheng, J. T. Goncalves, P. Golshani, K. Arisaka, and C. Portera-Cailliau, Nat. Meth. 8, 139 (2011).
[CrossRef]

Radosevich, A. J.

L. E. Grosberg, A. J. Radosevich, S. Asfaha, T. C. Wang, and E. M. Hillman, PLoS One 6, e19925 (2011).
[CrossRef]

A. F. H. McCaslin, B. R. Chen, A. J. Radosevich, B. Cauli, and E. M. C. Hillman, J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 795 (2011).
[CrossRef]

A. J. Radosevich, M. B. Bouchard, S. A. Burgess, B. R. Chen, and E. M. Hillman, Opt. Lett. 33, 2164 (2008).
[CrossRef]

Raichle, M. E.

M. D. Fox, and M. E. Raichle, Nat. Rev. Neurosci. 8, 700 (2007).
[CrossRef]

Raynes, E. P.

P. S. Salter, G. Carbone, E. J. Botcherby, T. Wilson, S. J. Elston, and E. P. Raynes, Phys. Rev. Lett. 103, 257803 (2009).
[CrossRef]

Reid, R. C.

K. Ohki, S. Chung, Y. H. Ch’ng, P. Kara, and R. C. Reid, Nature 433, 597 (2005).
[CrossRef]

Rosen, B. R.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Saggau, P.

G. Duemani Reddy, K. Kelleher, R. Fink, and P. Saggau, Nat. Neurosci. 11, 713 (2008).
[CrossRef]

Salter, P. S.

P. S. Salter, G. Carbone, E. J. Botcherby, T. Wilson, S. J. Elston, and E. P. Raynes, Phys. Rev. Lett. 103, 257803 (2009).
[CrossRef]

Santos, A.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Savy, T.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Scadeng, M.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Sheetz, K. E.

Solinas, X.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Squier, J. A.

Strickler, J. H.

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[CrossRef]

Sylvester, A. W.

Teng, I. C.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Tian, P.

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

van’t Hoff, M.

Veilleux, I.

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Voigt, F. F.

Wang, T. C.

L. E. Grosberg, A. J. Radosevich, S. Asfaha, T. C. Wang, and E. M. Hillman, PLoS One 6, e19925 (2011).
[CrossRef]

Webb, W. W.

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[CrossRef]

Wilson, T.

P. S. Salter, G. Carbone, E. J. Botcherby, T. Wilson, S. J. Elston, and E. P. Raynes, Phys. Rev. Lett. 103, 257803 (2009).
[CrossRef]

Young, M. D.

Biomed. Opt. Express (2)

J. Cereb. Blood Flow Metab. (1)

A. F. H. McCaslin, B. R. Chen, A. J. Radosevich, B. Cauli, and E. M. C. Hillman, J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 795 (2011).
[CrossRef]

Nat. Meth. (3)

F. Helmchen and W. Denk, Nat. Meth. 2, 932 (2005).
[CrossRef]

W. Gobel, B. M. Kampa, and F. Helmchen, Nat. Meth. 4, 73 (2007).
[CrossRef]

A. Cheng, J. T. Goncalves, P. Golshani, K. Arisaka, and C. Portera-Cailliau, Nat. Meth. 8, 139 (2011).
[CrossRef]

Nat. Neurosci. (1)

G. Duemani Reddy, K. Kelleher, R. Fink, and P. Saggau, Nat. Neurosci. 11, 713 (2008).
[CrossRef]

Nat. Rev. Neurosci. (1)

M. D. Fox, and M. E. Raichle, Nat. Rev. Neurosci. 8, 700 (2007).
[CrossRef]

Nature (1)

K. Ohki, S. Chung, Y. H. Ch’ng, P. Kara, and R. C. Reid, Nature 433, 597 (2005).
[CrossRef]

Neuroimage (1)

B. R. Chen, M. B. Bouchard, A. F. H. McCaslin, S. A. Burgess, and E. M. C. Hillman, Neuroimage 54, 1021 (2011).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. Lett. (1)

P. S. Salter, G. Carbone, E. J. Botcherby, T. Wilson, S. J. Elston, and E. P. Raynes, Phys. Rev. Lett. 103, 257803 (2009).
[CrossRef]

PLoS One (1)

L. E. Grosberg, A. J. Radosevich, S. Asfaha, T. C. Wang, and E. M. Hillman, PLoS One 6, e19925 (2011).
[CrossRef]

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. (1)

P. Tian, I. C. Teng, L. D. May, R. Kurz, K. Lu, M. Scadeng, E. M. Hillman, A. J. De Crespigny, H. E. D’Arceuil, J. B. Mandeville, J. J. Marota, B. R. Rosen, T. T. Liu, D. A. Boas, R. B. Buxton, A. M. Dale, and A. Devor, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15246 (2010).
[CrossRef]

Science (2)

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[CrossRef]

N. Olivier, M. A. Luengo-Oroz, L. Duloquin, E. Faure, T. Savy, I. Veilleux, X. Solinas, D. Debarre, P. Bourgine, A. Santos, N. Peyrieras, and E. Beaurepaire, Science 329, 967 (2010).
[CrossRef]

Supplementary Material (3)

» Media 1: JPG (99 KB)     
» Media 2: JPG (454 KB)     
» Media 3: PDF (2619 KB)     

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Optical layout for dual-beam, dual plane, two-photon imaging. PBS, polarizing beam splitter; PMT, photomultiplier tube. Multimedia supplement shows alternative configuration for independent scanning of each beam (Media 1). The axial shift and resolution achieved at different lens telescope separations is characterized in Media 2. (b) In vivo brain imaging configuration where one beam is focused in the plane of larger surface vessels while the second is focused in the plane of deeper diving vessels and capillaries; (c) raw red-green-blue emission image seen when both planes are imaged simultaneously using two excitation wavelengths; (d), (e) images after unmixing show that the fluorescence signal from the two planes can be separated using linear unmixing. Further demonstration and validation of the unmixing process is included as Media 3.

Fig. 2.
Fig. 2.

Multiregion timing analysis highlights advantages of imaging two planes in parallel. (a), (b) Unmixed images of two simultaneously acquired planes. Colored and numbered boxes indicate the regions analyzed, chosen based on strong correlation coefficients on maps in (c) (shallow) and (d) (deep) calculated with respect to the intensity time course extracted from the region indicated in (c). Only significant correlation coefficients ( p < 0.01 ) are displayed. (e) Intensity values over time of the seven regions shown in (c) and (d); (f) temporal delays with respect to region 7, calculated from cross-correlation analysis (such that region 1 was the earliest to change). Values shown are the mean of 10 trials, with error bars showing one standard deviation above and below the mean. Region 7 has no error because for each trial, the delay to itself was necessarily zero. Groups with significantly different means ( p < 0.05 ) are indicated by an asterisk.

Fig. 3.
Fig. 3.

Dual plane SHG imaging. (a) 3-D rendering (using ImageJ) of a postmortem small fish tail, imaged using 860 nm excitation with a 430 / 10 nm filter for detection; (b) cross section of volume [at dotted line in (a) and (c)] shows the imaging planes of the two beams, positioned 36 μm apart; (c) raw 400 × 400 pixel RGB image recorded with both lasers. Excitation wavelengths were 860 and 780 nm for the upper and lower planes, respectively; 390 / 10 and 430 / 10 nm emissions are color coded blue and green, respectively; (d) isolated SHG signal from upper level ( z = 30 μm ) and (e) from lower level ( z = 66 μm ).

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

( M B ( r λ ex 1 + r λ ex 2 ) M G ( r λ ex 1 + r λ ex 2 ) M R ( r λ ex 1 + r λ ex 2 ) ) = ( F λ ex 1 B F λ ex 2 B F λ ex 1 G F λ ex 2 G F λ ex 1 R F λ ex 2 R ) ( k ( r λ ex 1 ) k ( r λ ex 2 ) ) .

Metrics