隨著功能光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展,神經(jīng)學(xué)家們已經(jīng)可以研究腦區(qū)和神經(jīng)元內(nèi)部的工作情況。功能鈣成像技術(shù)就是其中之一,其主要原理是將外源性熒光信號和生理現(xiàn)象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內(nèi)游離鈣離子濃度,以此表示細胞的功能狀態(tài)。目前它被廣泛應(yīng)用于實時監(jiān)測一群相關(guān)神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化,從而判斷其功能活動。該技術(shù)的出現(xiàn)使得科學(xué)家可以親眼目睹神經(jīng)信號在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中時間和空間上的傳遞穿梭。功能光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展使研究腦區(qū)和神經(jīng)元的內(nèi)部工作成為可能。神經(jīng)方面科學(xué)迫切需要一種能夠兼顧全局和微觀的新型鈣成像技術(shù)。美國超微顯微鈣成像動物行為學(xué)
對于雙光子(2P)鈣成像而言,離焦和近表面熒光激發(fā)是兩個大的深度限制因素,而對于三光子成像這兩個問題大大減小,但是三光子成像由于熒光團的吸收截面比2P要小得多,所以需要更高數(shù)量級的脈沖能量才能獲得與2P激發(fā)的相同強度的熒光信號。功能性三光子顯微鏡比結(jié)構(gòu)性三光子顯微鏡的要求更高,它需要更快速的掃描,以便及時采樣神經(jīng)元活動;需要更高的脈沖能量,以便在每個像素停留時間內(nèi)收集足夠的信號。復(fù)雜的行為通常涉及到大型的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)既具有局部的連接又具有遠程的連接。要想將神經(jīng)元活動與行為聯(lián)系起來,需要同時監(jiān)控非常龐大且分布guangfan的神經(jīng)元的活動,大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會在幾十毫秒內(nèi)處理傳入的刺激,要想了解這種快速的神經(jīng)元動力學(xué),就需要MPM具備對神經(jīng)元進行快速成像的能力??焖費PM方法可分為單束掃描技術(shù)和多束掃描技術(shù)南京在體鈣成像參考價進行鈣測定必須借助外界的某種可視化物質(zhì)作為它的標(biāo)志物。
霍華德休斯頓醫(yī)學(xué)研究所(HHMI)ScottSternson課題組研究了影響這種源源不斷的食欲的神經(jīng)機制。他們通過使用Inscopix小顯微鏡觀察小鼠腦干區(qū)域的神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)貪念美食的小鼠可能是因為特殊的大腦區(qū)域?qū)γ朗澈湍滩璞绕渌∈蟾用舾小1灸軙?qū)使我們在感到饑餓和干渴的時候?qū)ふ沂澄铮谡业绞澄锘蛩畷r通過眼睛看、鼻子聞、嘴巴嘗等方式來感受和決定要不要吃,吃到一定程度產(chǎn)生滿足感(或是吃了還想吃的不滿足感)。因此,要把大腦中匯集的關(guān)于吃喝的各類信號分清楚,并找出控制不同吃喝行為的神經(jīng)環(huán)路無疑是很有挑戰(zhàn)的任務(wù)。ScottSternson博士的研究團隊在小鼠大腦中尋找饑餓和干渴神經(jīng)環(huán)路共存的腦區(qū)。他們注意到,腦干的藍斑區(qū)(locuscoeruleus)附近有一群谷氨酸能神經(jīng)元(被稱為periLC神經(jīng)元),參與進食和飲水的行為,是餓和渴的匯聚點。為了研究這些神經(jīng)細胞的功能,研究小組開發(fā)了一種技術(shù),可以讓小鼠在自由活動的同時,通過Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡觀察記錄腦干中periLC神經(jīng)元的活動。這項研究的作者龔蓉博士表示,解決這個技術(shù)是此項研究的關(guān)鍵。
細胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性。當(dāng)di1個細胞興奮時,產(chǎn)生了一個電沖動,此時,細胞外的鈣離子流入該細胞內(nèi),促使該細胞分泌神經(jīng)遞質(zhì),神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子結(jié)合,促使這一級神經(jīng)細胞產(chǎn)生新的電沖動。以此類推,神經(jīng)信號便一級一級地傳遞下去,從而構(gòu)成復(fù)雜的信號體系,*終形成學(xué)習(xí)、記憶等大腦的高級功能。在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中,鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,而細胞興奮時鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍,增加的鈣離子對于突觸囊泡胞吐釋放神經(jīng)遞質(zhì)的過程必不可少。眾所周知,只有游離鈣才具有生物學(xué)活性,而細胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定,同時也受鈣結(jié)合蛋白的影響。細胞外鈣離子內(nèi)流的方式有很多種,其中包括電壓門控鈣離子通道、離子型谷氨酰胺受體、煙堿型膽堿能受體(nAChR)和瞬時受體電位C型通道(TRPC)等。神經(jīng)元鈣成像的原理就是利用特殊的熒光染料或鈣離子指示劑將神經(jīng)元中鈣離子濃度的變化通過熒光強度表現(xiàn)出來,以反映神經(jīng)元活性。該方法可以同時觀察多個功能或位置相關(guān)的腦細胞。鈣成像系統(tǒng)集成自動控制和精確計時的多模式輸入端口。
目前可用的指示劑較多,根據(jù)熒光光譜、與鈣離子親和力及其化學(xué)特性的不同大致分為化學(xué)性鈣離子指示劑和基因編碼鈣離子指示劑。前者指可特異性與鈣離子結(jié)合的小分子,常用的有fura-2、indo-1等;而后者主要指來源于綠色熒光蛋白GFP及其變異體的蛋白質(zhì),可與鈣調(diào)蛋白和肌球蛋白輕鏈激酶M13域結(jié)合,常用的有GCaMP、TN-XXL等,其中GCaMP5G和GCaMP6被廣泛應(yīng)用于在體鈣成像研究中。生物熒光蛋白:Aequorin是水母熒光素(coelenterazine)通過硫酸酯鍵或過氧化鍵緊緊連到脫輔水母發(fā)光蛋白上形成的,遇到鈣離子就發(fā)出470nm藍光,可以作為鈣離子的檢測試劑;化學(xué)鈣離子指示劑:Fura-2可在紫外光下被jihuo且發(fā)射出505-520nm光;基于FRET的基因編碼的鈣指示劑;單個熒光基因編碼的鈣指示劑。對于鈣離子成像來說,大多數(shù)情況下速度很重要。南京神經(jīng)細胞鈣成像價格多少
鈣成像數(shù)據(jù)采集盒擁有 2TB 存儲空間,可選擇以太網(wǎng)或 Wi? 方式連接電腦。美國超微顯微鈣成像動物行為學(xué)
研究顯示NL189BLA神經(jīng)元通過投射到CEA來控制探索行為中動物的運動速度和瞬時停滯。隨著進一步的探索,該神經(jīng)元群體的活性以經(jīng)驗依賴性的方式增加,而NL189BLA神經(jīng)元的暫時性功能喪失會導(dǎo)致瞬間停滯的yizhi,而且這些行為停滯與焦慮和恐懼無關(guān)。動物在這些停滯點開始和終止探索性旅程并在停滯后會改變頭部朝向和運動軌跡方向,因此在熟悉的位置進行短暫停滯可能是替代性嘗試錯誤行為的決策。這些結(jié)果揭示杏仁核作為新穎性/熟悉性檢測器以及行為效應(yīng)器環(huán)路的共同作用,其具有基于探索行為期間的空間經(jīng)驗來驅(qū)動或yizhi自發(fā)運動的能力,這對于動物在自然界中安全有效的探索未知環(huán)境是十分必要的。美國超微顯微鈣成像動物行為學(xué)