雙光子顯微成像技術(shù)是近些年發(fā)展起來的結(jié)合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發(fā)技術(shù)的一種新型非線性光學(xué)成像方法,采用長波激發(fā),，能對組織進(jìn)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(tuán)對這個(gè)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(shù)能準(zhǔn)確定位細(xì)胞內(nèi)置入的微電極位置,，從而觀察胞體、樹突甚至單個(gè)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(xì)胞單個(gè)樹突棘中的鈣分布,。鈣信號發(fā)揮著高度特異性的功能。上海鈣成像哪里有

傳統(tǒng)的寬場熒光顯微鏡由于光散射的影響,，只能夠?qū)Υ竽X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?qū)崿F(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(jìn)行成像，研究神經(jīng)元突觸后長時(shí)程降低(Wangetal.,2000),；觀察在體小鼠運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元在嗅覺選擇任務(wù)中刺激相關(guān)電位(Komiyamaetal.,2010)等等,。不過，這些實(shí)驗(yàn)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?qū)ψ杂苫顒?dòng)的動(dòng)物進(jìn)行研究,。近年來出現(xiàn)了通過植入性的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(qū)發(fā)出的熒光信號被光纖收集,，然后通過Inscopix顯微鏡成像,。動(dòng)物頭部只需植入GRINlens，方便活動(dòng),。重慶光遺傳鈣成像生產(chǎn)廠家有了鈣成像技術(shù),，原本悄無聲息的神經(jīng)活動(dòng)就變成了一幅斑斕閃爍的壯觀影像。

單光子顯微技術(shù)是*成熟的熒光顯微技術(shù),，但由于單光子顯微技術(shù)使用的激發(fā)光波長較短,，成像深度比較有限；能量比較大,會(huì)造成對熒光物質(zhì)的漂白,光毒性嚴(yán)重,。激光共焦掃描顯微鏡由于共焦顯微鏡的孔徑很小,實(shí)現(xiàn)樣本三維成像要逐點(diǎn)掃描,成像速度慢,對樣本損害大,很難用于長時(shí)間活細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn),。而寬場顯微鏡能夠很好地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像,光漂白小,因而較早應(yīng)用于活細(xì)胞內(nèi)的實(shí)時(shí)檢測，但寬場顯微鏡由于離焦信號的干擾,難以實(shí)現(xiàn)多維成像,。

通過篩選天然與人工合成的融合體,，在小鼠與斑馬魚幼蟲身上成功得到以為靶點(diǎn)的致密神經(jīng)回路報(bào)告，報(bào)告顯示來自神經(jīng)纖維的偽信號明顯減少,，信噪比增加,，神經(jīng)元之間的偽影相關(guān)性降低。這些結(jié)果均說明GCaMP6f和GCaMP7f的細(xì)胞體靶向變體（Soma-GCaMP6f,，Soma-GCaMP7f）對提高單光子熒光成像技術(shù)的精細(xì)性起到著重要作用,。這種胞體靶向突變體對提高神經(jīng)信號標(biāo)記的精細(xì)性是否具有組織特異性或物種特異性呢？研究團(tuán)隊(duì)針對這一問題,，分別在小鼠不同腦區(qū)以及斑馬魚幼魚的整胚轉(zhuǎn)染和斑馬魚不同發(fā)育時(shí)期的信號采集等方面進(jìn)行研究,。通過鈣成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)當(dāng)神經(jīng)元活動(dòng)的時(shí)候，胞內(nèi)鈣離子濃度能上升 10 - 100 倍,。

解決鈣離子信號和BOLD信號轉(zhuǎn)換：功能核磁共振成像主要依賴于神經(jīng)元興奮后局部耗氧與血流振幅的不一致,，通過測定血氧水平依賴性（BOLD）信號間接反映神經(jīng)元活動(dòng)。而鈣成像技術(shù)則是直接通過鈣離子濃度變化反映神經(jīng)元活動(dòng),。將這兩種技術(shù)聯(lián)用,，需要考慮BOLD信號和鈣離子濃度變化之間的轉(zhuǎn)換。研究人員通過卷積函數(shù)比較好化的將鈣離子信號轉(zhuǎn)換為BOLD信號,，實(shí)現(xiàn)這兩者之間比較大的關(guān)聯(lián),。研究人員利用鈣離子指示劑工具小鼠發(fā)現(xiàn)在低頻刺激下（0.009–0.08赫茲），小鼠皮層鈣離子活動(dòng)變化與BOLD信號的一致性比較好,。此外,，鈣離子活動(dòng)變化與BOLD功能連接的關(guān)聯(lián)存在區(qū)域的依賴性：鈣離子和BOLD連接強(qiáng)度相關(guān)性在桶狀皮層與同側(cè)半球內(nèi)的腦區(qū)呈正相關(guān)關(guān)系（同步化），但與對側(cè)半球內(nèi)的腦區(qū)呈負(fù)相關(guān)。這種區(qū)域功能依賴性表明BOLD的連接來自于不同細(xì)胞群的協(xié)同神經(jīng)活動(dòng),。利用鈣離子指示劑檢測組織或細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度,，進(jìn)而反應(yīng)組織或細(xì)胞內(nèi)某些活動(dòng)或反應(yīng)。美國在體鈣成像nVoke

鈣離子在很多生理活動(dòng)中都發(fā)揮著重要作用,。上海鈣成像哪里有

細(xì)胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時(shí)間性和空間性,。當(dāng)個(gè)細(xì)胞興奮時(shí)，產(chǎn)生了一個(gè)電沖動(dòng),，此時(shí),，細(xì)胞外的鈣離子流入該細(xì)胞內(nèi)，促使該細(xì)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(xì)胞膜上的蛋白分子結(jié)合,，促使這一級神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生新的電沖動(dòng)。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，較終形成學(xué)習(xí),、記憶等大腦的高級功能,。在哺乳動(dòng)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(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,，而細(xì)胞興奮時(shí)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(xì)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(shí)也受鈣結(jié)合蛋白的影響,。細(xì)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(shí)受體電位C型通道（TRPC）等,。上海鈣成像哪里有

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