傳統(tǒng)的寬場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。隨著熒光顯微鏡技術的迅速發(fā)展,在體鈣成像技術得到了蓬勃發(fā)展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進行活動動物成像的時候實現(xiàn)高分辨率和高信噪比。例如,用雙光子顯微鏡對海馬樹突棘的鈣離子信號進行成像,研究神經(jīng)元突觸后長時程yizhi(Wangetal.,2000);觀察活動小鼠運動皮層神經(jīng)元在嗅覺選擇任務中刺激相關電位(Komiyamaetal.,2010)等等。不過,這些實驗還是需要對動物進行麻醉和固定,而神經(jīng)科學領域很多研究更希望能夠對自由活動的動物進行研究??梢詫ι畈磕X區(qū)、皮層區(qū)域等大部分腦區(qū)進行鈣成像使用鈣離子指示蛋白。北京超微顯微鈣成像價格多少
一項由葡萄牙尚帕莫未知中心,牛津大學,哥倫比亞大學,荷蘭鹿特丹伊拉斯謨大學,麻省理工學院,倫敦大學,德國MaxPlanck生物控制論研究所,德國圖歐賓根大學多方合作的研究于2020年11月4日在Neuron上發(fā)表了題為TheAnteriorCingulateCortexPredictsFutureStatestoMediateModel-BasedActionSelection的文章,作者通過一個新的兩步謎題任務了解基于模型的決策使用對行為具體后果的預測,在小鼠的一系列決策任務中使用Inscopix顯微鈣成像和光遺傳學來證明前扣帶皮層(ACC)預測了行動將導致的狀態(tài),而不僅*是預測它們是好是壞,并判斷結果是否與這些預測相符。研究結果表明,ACC是基于模型的控制的關鍵節(jié)點,在預測所選操作的未來狀態(tài)方面發(fā)揮著特定作用。北京熒光顯微鈣成像nVista細胞內鈣成像技術是通過向細胞內載入鈣指示劑。
神經(jīng)元鈣成像技術離不開鈣離子指示劑的應用,不同類型的指示劑各有其獨特的功能。那么這些指示劑是如何負載細胞的呢?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。第一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神經(jīng)元中。此方法方便實驗者控制單個神經(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,觀察對象為一群神經(jīng)元。盡管此方法可能導致一些膠質細胞也被指示劑所標記,但提高了整體神經(jīng)元的標記百分比,使研究者得以觀察到一群神經(jīng)元內動作電位相關性的活動。第三種也較為常用,通過病毒轉染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑。
雙光子熒光顯微鏡(Two-PhotonLaser-ScanningMicroscopy)。雙光子顯微成像技術是近些年發(fā)展起來的結合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發(fā)技術的一種新型非線性光學成像方法,采用長波激發(fā),能對組織進行深層次成像。常用的比較好激發(fā)波長大多位于800-900nm,而水、血液和固有組織發(fā)色團對這個波段的光吸收率低,此外散射的激發(fā)光子不能激發(fā)樣品,因此背景第,光損傷小,適用于在體檢測。雙光子熒光成像技術能準確定位細胞內置入的微電極位置,從而觀察胞體、樹突甚至單個樹突棘的活性。研究者可完整的觀察神經(jīng)組織的gaofen辨熒光圖像,甚至可以分辨神經(jīng)細胞單個樹突棘中的鈣分布。鈣是模型動物神經(jīng)細胞內重要的第二信使,參與細胞多種功能的調節(jié),可以產生多種細胞內信號。
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。第一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神經(jīng)元中。此方法方便實驗者控制單個神經(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,觀察對象為一群神經(jīng)元。盡管此方法可能導致一些膠質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,使研究者得以觀察到一群神經(jīng)元內動作電位相關性的活動。第三種也較為常用,通過病毒轉染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑。長時間追蹤相同細胞,進行可重復的科學研究對自由行為動物進行慢性鈣成像研究。北京超微顯微鈣成像價格多少
鈣成像技術在神經(jīng)科學研究中的應用。北京超微顯微鈣成像價格多少
鈣離子在很多生理活動中都發(fā)揮著重要作用,除了在肌肉細胞收縮中扮演著重要角色,鈣離子也是神經(jīng)元活動的重要“風向標”之一:當神經(jīng)元膜電位發(fā)生去極化,產生的動作電位傳導到神經(jīng)元軸突末梢時,細胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開,大量鈣離子內流,包含神經(jīng)遞質的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經(jīng)元就得以接受到上游的信號。因此,鈣離子成像可以追蹤神經(jīng)元動作電位,從而幫助我們了解神經(jīng)元集群的活動,可以用于感知覺,學習記憶,社會性行為等各種各樣的研究中。北京超微顯微鈣成像價格多少