鈣成像技術(calciumimaging)是指利用鈣離子指示劑監(jiān)測組織內鈣離子濃度的方法。在神經系統(tǒng)研究方面,在在體(invivo)或者離體(invitro)實驗中,鈣成像技術被廣泛應用于同時監(jiān)測成百上千個神經元內鈣離子的變化,從而檢測神經元的活動情況)。有了鈣成像技術,原本悄無聲息的神經活動就變成了一幅斑斕閃爍的壯觀影像,科學家終于可以親眼看著神經信號在神經網絡之中往來穿梭。因此,這種技術一出現,就受到了全世界神經科學家們的追捧,至今依然是人們觀測神經活動*為直接的手段。想要同時觀察軸突和樹突的鈣離子信號,大視野是很重要的。合肥神經細胞鈣成像哪里有
指示劑是如何負載細胞,目前有三種在神經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元中。此方法方便實驗者控制單個神經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元,觀察對象為一群神經元。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元的標記百分比,使研究者得以觀察到一群神經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。
美國光遺傳鈣成像nVista鈣離子是哺乳動物神經細胞內的重要信使。
鈣離子在很多生理性的活動中都發(fā)揮著重要作用,除了在肌肉細胞收縮中扮演著重要角色,鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一:當神經元膜電位發(fā)生去極化,產生的動作電位傳導到神經元軸突末梢時,細胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開,大量鈣離子內流,包含神經遞質的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經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元動作電位,從而幫助我們了解神經元集群的活動,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。
不論采用哪一類鈣離子指示劑,總體上成像記錄過程是非常類似的。包含鈣離子指示劑的細胞可以通過熒光顯微鏡(fluorescencemicroscope)觀測,然后通過CCD攝像機捕捉、記錄圖像。現在鈣成像技術主要在以下幾類神經科學研究方面有廣泛應用:1.記錄培養(yǎng)的神經元的活動。2.記錄腦片上神經元的活動。記錄神經元的活動。由于離體實驗本身的限制,現在越來越多的神經方面科學家傾向于做在體鈣成像實驗,希望能得到更準確且更能反應生理狀況的數據。得益于雙光子熒光顯微鏡的發(fā)展,現在在實驗動物處于huoti狀態(tài)下的鈣成像技術取得了飛速進展。4.記錄神經元樹突和樹突棘(spine)的活動。由于對于實驗精度的要求,有些科學家不僅只想記錄單個神經元的反應,他們還想更確切地知道神經元上哪些樹突和樹突棘參與了某個行為,也就是說他們需要在huoti條件下,對單根樹突以及某些spine進行鈣成像記錄實驗。由于雙光子熒光顯微鏡和GCaMP6基因編碼鈣離子指示劑的發(fā)展,現在,對樹突和樹突棘用鈣成像實驗進行記錄也成為了可能。對于鈣離子成像來說,大多數情況下速度很重要。
使用MPM對神經元進行鈣成像時,通過隨機訪問掃描—即激光束在整個視場上的任意選定點上進行快速掃描—可以只掃描感興趣的神經元,這樣不僅避免掃描到任何未標記的神經纖維,還可以優(yōu)化激光束的掃描時間。隨機訪問掃描可以通過聲光偏轉器(AOD)來實現,其原理是將具有一個射頻信號的壓電傳感器粘在合適的晶體上,所產生的聲波引起周期性的折射率光柵,激光束通過光柵時發(fā)生衍射。通過射頻電信號調控聲波的強度和頻率從而可以改變衍射光的強度和方向,這樣使用1個AOD就可以實現一維橫向的任意點掃描,利用1對AOD,結合其他軸向掃描技術可實現3D的隨機訪問掃描。但是該技術對樣本的運動很敏感,易出現運動偽影。目前,快速光柵掃描即在FOV中進行逐行掃描,由于利用算法可以輕松解決運動偽影而被guangfan的使用。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。西安熒光鈣成像口碑好
雙光子熒光顯微鏡能夠在進行活動動物成像的時候實現高分辨率和高信噪比。合肥神經細胞鈣成像哪里有
哥倫比亞大學ZuckermanMind大腦行為研究所的RuiM.Costa課題組于2020年10月7日在Cell雜志上發(fā)表了一篇題為AnAmygdalaCircuitMediatesExperience-DependentMomentaryArrestsduringExploration的文章,作者開發(fā)一種用于研究小鼠探索活動中瞬時停滯行為機制的新型實驗,通過行為分析、環(huán)路映射、滔博生物-Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡結合光遺傳學手段,提供介導經驗依賴性的瞬時停滯行為的BLA神經元群體的jihuo和投射證據,表明BLA-CEA環(huán)路可以作為新穎/熟悉情境的檢測器和效應器,用于基于空間位置的熟悉程度來生成自定進度的行為停滯,這一響應對于動物對未知環(huán)境進行安全有效的探索是至關重要的。合肥神經細胞鈣成像哪里有