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霍華德休斯頓醫學(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(guò)使用Inscopix小顯微鏡觀(guān)察小鼠腦干區域的神經(jīng)元，發(fā)現貪念美食的小鼠可能是因為特殊的大腦區域對美食和奶茶比其他小鼠更加敏感。本能會(huì )驅使我們在感到饑餓和干渴的時(shí)候尋找食物，在找到食物或水時(shí)通過(guò)眼睛看、鼻子聞、嘴巴嘗等方式來(lái)感受和決定要不要吃，吃到一定程度產(chǎn)生滿(mǎn)足感（或是吃了還想吃的不滿(mǎn)足感）。因此，要把大腦中匯集的關(guān)于吃喝的各類(lèi)信號分清楚，并找出控制不同吃喝行為的神經(jīng)環(huán)路無(wú)疑是很有挑戰的任務(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。他們注意到，腦干的藍斑區（locuscoeruleus）附近有一群谷氨酸能神經(jīng)元（被稱(chēng)為periLC神經(jīng)元），參與進(jìn)食和飲水的行為，是餓和渴的匯聚點(diǎn)。為了研究這些神經(jīng)細胞的功能，研究小組開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)，可以讓小鼠在自由活動(dòng)的同時(shí)，通過(guò)Inscopix自由活動(dòng)鈣成像顯微鏡觀(guān)察記錄腦干中periLC神經(jīng)元的活動(dòng)。這項研究的作者龔蓉博士表示，解決這個(gè)技術(shù)是此項研究的關(guān)鍵。我們的鈣成像系統集成自動(dòng)控制和精確計時(shí)的多模式輸入端口。上海特殊鈣成像聯(lián)系方式

隨著(zhù)功能光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)學(xué)家們已經(jīng)可以研究腦區和神經(jīng)元內部的工作情況。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象耦合起來(lái)——通過(guò)熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度，以此表示細胞的功能狀態(tài)。目前它被廣泛應用于實(shí)時(shí)監測一群相關(guān)神經(jīng)元內鈣離子的變化，從而判斷其功能活動(dòng)。該技術(shù)的出現使得科學(xué)家可以親眼目睹神經(jīng)信號在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )之中時(shí)間和空間上的傳遞穿梭。功能光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展使研究腦區和神經(jīng)元的內部工作成為可能。上海專(zhuān)業(yè)鈣成像銷(xiāo)售電話(huà)鈣成像技術(shù)一出現，就受到了全世界神經(jīng)科學(xué)家們的追捧。

隨著(zhù)功能光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)學(xué)家們已經(jīng)可以研究腦區和神經(jīng)元內部的工作情況。功能鈣成像技術(shù)就是其中之一，它的主要原理是將外源性熒光信號和生理現象耦合起來(lái)——通過(guò)熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度，通過(guò)這個(gè)變化來(lái)daibiao細胞的功能狀態(tài)。目前這種技術(shù)被廣泛應用于實(shí)時(shí)監測一群相關(guān)神經(jīng)元內鈣離子的變化，從而判斷其功能活動(dòng)。該技術(shù)的出現使得科學(xué)家可以親眼目睹神經(jīng)信號在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )之中時(shí)間和空間上的傳遞穿梭。

指示劑是如何負載細胞，目前有三種在神經(jīng)元上填充鈣離子指示劑的方法，且都可以用于體內和體外研究。**種方法是利用玻璃吸管將膜滲透性鹽或葡聚糖形式的指示劑注入單個(gè)神經(jīng)元中。此方法方便實(shí)驗者控制單個(gè)神經(jīng)元內的鈣離子指示劑濃度且信噪比較高。第二種是利用“批量加載”的方法將鈣離子指示劑染料負載神經(jīng)元，觀(guān)察對象為一群神經(jīng)元。盡管此方法可能導致一些膠質(zhì)細胞也被指示劑所標記，但明顯提高了整體神經(jīng)元的標記百分比，使研究者得以觀(guān)察到一群神經(jīng)元內動(dòng)作電位相關(guān)性的活動(dòng)。第三種也較為常用，通過(guò)病毒轉染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑。鈣離子也是神經(jīng)元活動(dòng)的重要“風(fēng)向標”之一。

與傳統的單光子寬視野熒光顯微鏡相比，多光子顯微鏡（MPM）具有光學(xué)切片和深層成像等功能，這兩個(gè)優(yōu)勢極大地促進(jìn)了研究者們對于完整在體大腦深處神經(jīng)的了解與認識。2019年，JeromeLecoq等人從大腦深處的神經(jīng)元成像、大量神經(jīng)元成像、高速神經(jīng)元成像這三個(gè)方面論述了相關(guān)的MPM技術(shù)。想要將神經(jīng)元活動(dòng)與復雜行為聯(lián)系起來(lái)，通常需要對大腦皮質(zhì)深層的神經(jīng)元進(jìn)行成像，這就要求MPM具有深層成像的能力。激發(fā)和發(fā)射光會(huì )被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素，雖然可以通過(guò)增加激光強度來(lái)解決散射問(wèn)題，但這會(huì )帶來(lái)其他問(wèn)題，例如燒壞樣品、離焦和近表面熒光激發(fā)。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長(cháng)的波長(cháng)作為激發(fā)光。用標準行為測定法進(jìn)行成像和行為實(shí)驗的時(shí)間同步可進(jìn)行深部腦區鈣成像。上海神經(jīng)細胞鈣成像聯(lián)系方式

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傳統的寬場(chǎng)熒光顯微鏡由于光散射的影響，只能夠對大腦淺層的神經(jīng)元或在離體組織上進(jìn)行成像，共聚焦顯微鏡由于光損傷較大，一般也只用于離體鈣成像。隨著(zhù)熒光顯微鏡技術(shù)的迅速發(fā)展，在體鈣成像技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進(jìn)行在體成像的時(shí)候實(shí)現高分辨率和高信噪比。例如，用雙光子顯微鏡對海馬樹(shù)突棘的鈣離子信號進(jìn)行成像，研究神經(jīng)元突觸后長(cháng)時(shí)程降低(Wangetal.,2000)；觀(guān)察在體小鼠運動(dòng)皮層神經(jīng)元在嗅覺(jué)選擇任務(wù)中刺激相關(guān)電位(Komiyamaetal.,2010)等等。不過(guò)，這些實(shí)驗還是需要對動(dòng)物進(jìn)行麻醉和固定，而神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域很多研究更希望能夠對自由活動(dòng)的動(dòng)物進(jìn)行研究。近年來(lái)出現了通過(guò)植入性的microscope或microlens進(jìn)行在體freelymoving動(dòng)物鈣成像的技術(shù)。使用一端帶有GRINlens的光纖連接顯微鏡和動(dòng)物大腦，從特定腦區發(fā)出的熒光信號被光纖收集，然后通過(guò)Inscopix顯微鏡成像。動(dòng)物頭部只需植入GRINlens，方便活動(dòng)。上海特殊鈣成像聯(lián)系方式