Die innovative Bildgebungsmethode SLIDE (Spectro-temporal Laser Imaging by Diffracted Excitation) ermöglicht es, dank ihrer beeindruckend schnellen Bildrate im Kilohertz-Bereich, die physiologische Aktivität von aktiven Neuronen in lebendem Gewebe aufzunehmen. Für die Aufnahme der Neuronenaktivität wird in der Forschung häufig der Calcium-Indikator GCaMP eingesetzt. Dieser reagiert sensibel auf Veränderungen der Calcium-Konzentration, welche mit dem Membran-Potential von Neuronen verknüpft ist. Um die Bildgebungsqualität basierend auf dieser Calcium-sensitiven Färbung zu maximieren, wird eine neue Lichtquelle erforderlich, die auf die zweiphotonische Anregung von GCaMP abgestimmt ist.
Unser aktuelles Forschungsprojekt konzentriert sich darauf, die SLIDE-Bildgebung bei dieser neuen Wellenlänge zu ermöglichen und dafür eine Anregungsquelle bei 940 nm zu realisieren.
Hierfür verfolgen wir unterschiedliche Ansätze, bei denen wir uns verschiedene Effekte zunutze machen. Mit Hilfe von Stimulierter Raman Streuung, Four-Wave-Mixing und der breitbandigen Frequenzverdopplung durch FAN-OUT PPLN-Kristalle, streben wir an, die SLIDE-Bildgebung bei 940 nm zu optimieren und somit neue Möglichkeiten für die Erforschung der Neuronenaktivität in lebendem Gewebe zu eröffnen.

Das EU-Projekt SWEEPICS (www.sweepics.eu) ist ein interdisziplinäres Forschungsprojekt mit einem Verbund aus 9 wissenschaftlichen Partnern. Ziel ist es, neue kohärente swept-source Laser zu erforschen, die bei 488nm, 532nm, 976nm und 1064nm hochintensive Pulse bereitstellen und diese dann in Multiphotonenmikroskopie und Optoakoustik anzuwenden. Zusätzlich wird zusammen mit der Firma Optores ein kommerzieller gepulster FDML Laser entwickelt, der zusätzlich die Möglichkeit einer pulse-on-demand Funktionalität bietet. Dieser „smart FDML-MOPA“ Laser soll zusammen mit einer KI-gestützen Mikroskopiemethode einen Regelkreis formen, um sogenannte smart microscopy zu ermöglichen. Ziel ist, dass die Bildanalyse mit dem Laser und dem Mikroskop kommuniziert in Form einer feedback Regelschleife. Damit sollen Mikroskopieaufnahmen verbessert werden, indem der Aufnahmeprozess durch die Bildanalyse verbessert gesteuert wird.