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FusionOptics融合光学(徕卡专利技术)高分辨率和大景深结合

The principle of the FusionOptics technology:  Of the two separate beam paths (1), one provides depth of field (2) and the other high resolution (3). In the brain, the two images of the sample are merged into a single, optimal 3D image (4). csm_fusionoptics_pcb-inspection_e71950a5dd.jpg

人类对视觉环境的感受,80%通过视觉感知获得。如果没有空间视觉,我们几乎无法确定方向。我们的视觉皮质和大脑皮层通过复杂的过程,巧妙地处理着从眼睛看到的图像信号。最近几十年,神经科学已经大量了解该过程。故由徕卡显微系统、苏黎世大学神经信息学研究所和瑞士联邦理工学院共同开展的一项研究,显示了我们的大脑如何灵活有效地结合视觉信号创造出最佳空间图像。研究结果为立体显微技术创新奠定了基础,该创新从分辨率和聚焦深度角度,突破了以前令人一筹莫展的极限:FusionOptics™融合光学。FusionOptics™融合光学实现了性能的大幅度提升,对显微镜下的日常工作大有裨益。

科研证实新方法

但这种设计的可行性必须首先进行神经生理学评估 —— 大脑是否可以将两眼之间差异极大的信号加工成正确的三维图像。早期研究主要关注二维图像。徕卡显微系统向苏黎世大学神经信息学研究所和瑞士联邦理工学院的Daniel Kiper博士描述了上述想法。Daniel Kiper博士专门研究灵长类动物大脑内信号处理,他同意开展相关研究。Kiper与助教Cornelia Schulthess及徕卡显微系统的Harald Schnitzler博士一起对研究进行设计。36例视力正常的受试者接受心理物理试验,试验内容为视觉信号的双目合并。研究关注的焦点在于,当两只眼睛接触不同的刺激时是否会发生双眼间的信号抑制。如果发生抑制现象,其结果将是受抑制眼睛的图像只有一部分被感知,或者根本不被感知。

在实验期间,受试者对放置在中央固定点周围的斑块进行观察。视场中或出现格子,或保持统一(图4)。为了使双眼的空间感知产生差异,必须采取双眼视差 —— 两只眼睛必须接触不同的刺激。这可以通过使用特殊的立体眼镜而实现,戴上这种眼镜,单独的测试图像可以投射到每一只眼睛。在一系列试验中,受试者看见不同深度平面中变化的格子斑块组合。观察每个图像1,000 msec(毫秒)之后,受试者需告知在何处看到格子斑块,以及它们出现在中央固定点之前还是之后。

4:视觉刺激简图。A:测试图像的四种可能感知。受试者指出格子出现在哪里,它们出现在固定点前方还是后方。B:系列试验中不同双目刺激示例(对应于A第第3个图像)。格子出现在同一只眼睛或不同眼睛视野下。还在单眼视野中移动一些斑块(白色箭头)。

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