Phototransduction involves changes in concentration of ions and other solutes within photoreceptors and in subretinal space, which affect osmotic pressure and the associated water flow. Corresponding expansion and contraction of cellular layers can be imaged using optoretinography (ORG), based on phase-resolved optical coherence tomography (OCT). Until now, ORG could reliably detect only photoisomerization and phototransduction in photoreceptors, primarily in cones under very bright stimuli. By employing a novel subpixel bulk motion correction algorithm, which enabled imaging of the nanometer-scale tissue dynamics during minute-long recordings, and unsupervised learning of spatiotemporal patterns, we discovered optical signatures of the other retinal structures’ response to visual stimuli. These include inner and outer segments of rod photoreceptors, retinal pigment epithelium, and subretinal space in general. High sensitivity of our technique enabled detection of the retinal responses to very dim stimuli: down to 0.01% bleach level, corresponding to natural levels of scotopic illumination. We also demonstrated that with a single flash, the optoretinogram can map retinal responses across a 12°field of view, potentially replacing multifocal electroretinography, with its long acquisition time and low spatial resolution. This new technique expands the diagnostic capabilities and practical applicability of optoretinography, providing a more complete replacement of electroretinography, while combining structural and functional retinal imaging in the same OCT machine.

The physical characteristics of brown adipose tissue (BAT) is defined by the presence of multilocular adipocytes and a high abundance of iron-containing mitochondria which give it its characteristic color. Normal mitochondrial function is regulated by organelle-to-organelle contacts, among other things. The contact sites of mitochondria-lipid droplet (LD) interactions have been implicated in various physiological roles such as the synthesis and metabolism of lipids. Importantly, past data has found that across the aging process, in addition to mitochondrial dysfunction, there are changes in mitochondrial structure as well as proteins that modulate contact sites. Here, we sought to define age-related changes in LD morphology and mito-lipid interactions in BAT. To accomplish this, we examined the three-dimensional morphology of mitochondria and LDs in young (3-month) and aged (2-year) murine BAT tissue via serial block face-scanning electron microscopy and the Amira program for segmentation, analysis, and quantification. Upon analysis, we found reductions in LD volume, area, and perimeter in 2-year-aged BAT murine samples compared to 3-month murine samples. Additionally, we observed changes in LD appearance and type in 2-year-aged BAT murine samples compared to 3-month murine samples. Notably, we found differences in mitochondrial interactions with lipids, which could implicate that, with age, contacts may be important for energetics. Upon further investigation, we also found changes in mitochondrial structure for mitochondria interacting with lipids. Overall, these data define the nature of the LD morphology and organelle-organelle contacts during aging and provide insight into lipid contact site changes that could have implications on mitochondrial functionality, metabolism, and bioactivity in aged BAT.