科學家利用鈣成像技術記錄大腦活動,。隨著功能光學成像技術的發(fā)展，神經學家們已經可以研究腦區(qū)和神經元內部的工作情況,。功能鈣成像技術就是其中之一,，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游離鈣離子濃度，以此daibiao細胞的功能狀態(tài),。目前它被廣泛應用于實時監(jiān)測一群相關神經元內鈣離子的變化,，從而判斷其功能活動。該技術的出現(xiàn)使得科學家可以親眼目睹神經信號在神經網絡之中時間和空間上的傳遞穿梭,。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,。在體鈣成像售后保障

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,。美國動物神經元鈣成像grain lens鈣離子成像可以用于感知覺，學習記憶,，社會性行為等各種各樣的研究中,。

鈣是機體的組成元素之一,。鈣離子作為電流載體維持細胞內外的電化學梯度，同時在細胞的生命活動中扮演著重要角色,。作為第二信使,，鈣參與細胞周期、細胞代謝,、細胞分化,、壞死、凋亡等等許多重要的生理過程,。細胞內的鈣離子水平通常很低,，一般胞漿中的自由鈣約為100nM。胞內的鈣可被各種亞細胞器所貯存,，據(jù)文獻報道：其中約50%位于細胞核,，30%位于線粒體，14%位于內質網,，5%位于胞膜上,，1%位于胞質內，且因為鈣離子易與磷酸和碳酸復合物形成不溶物,，故游離鈣只占[1],。細胞可以通過鈣內流、內鈣釋放及膜系統(tǒng)上的降鈣蛋白等一整套完整的監(jiān)控系統(tǒng)來維持細胞內鈣的內穩(wěn)狀態(tài),。例如與鈣內流相關的通道例如電壓門控性鈣離子通道VDCC,、受體活躍的通道RACC；與內鈣釋放相關的受體如內質網上的IP3受體,；以及降鈣相關的脂膜及線粒體上的主動運輸?shù)拟}泵系統(tǒng)等等[2],。近20年來鈣的熒光成像及測定技術發(fā)展迅速，出現(xiàn)了各種各樣的鈣熒光指示劑,，結合不斷發(fā)展的顯微成像系統(tǒng),，我們可以對活細胞的鈣離子進行測定及成像，進一步揭示其生理機制及相關疾病的發(fā)病機制,。鈣成像的熒光指示劑鈣成像的熒光探針一般均為Ca2螯合劑EGTA,，APTRA，BAPTA的衍生物,，它們可以結合鈣離子從而顯示一個光譜響應,。

紫外光激發(fā)Ca2+熒光探針：Fura-2和Indo-1都是紫外光激發(fā)的雙波長Ca2+熒光指示劑，也是目前較常用的比率型鈣離子熒光探針,。與其他代的熒光指示劑相比,，它們的熒光信號更強，對Ca2+的選擇性也更強,。比率指示劑會在與Ca2+結合后會改變吸收/發(fā)射特性,。以雙波長激發(fā)指示劑Fura-2為例,。如圖2所示，低Ca2+濃度下,，F(xiàn)ura-2在~380nm處激發(fā),，高Ca2+濃度下，在~340nm處激發(fā),。光譜由兩個峰組成：左側較短波長的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而增大,，右側較長波長的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而減小。通過340/380nm交替激發(fā),，獲取在510nm處對應的發(fā)射光熒光強度的比率，就可以對Ca2+濃度進行定量的測量,。因為Fura-2結果準確,，且不易被漂白，所以得到了普遍使用,。鈣離子能產生許多控制細胞功能的胞內信號,，如突觸囊泡中神經遞質的釋放等。

對于成像和長時間成像,，較重要的是要保證細胞的正常生長,。熒光團受激發(fā)光光照后產生的氧化物質與蛋白質、核酸和脂肪等發(fā)生反應,，熒光信號降低的同時（光致退色）也降低了細胞壽命（光線損傷）,。在光照過程中氧化劑的產生,主要決定于熒光團的光化學性質和光照劑量,因此減少光照劑量成為解決上述問題的途徑之一。光漂白（Photobleaching）指在光的照射下熒光物質所激發(fā)出來的熒光強度隨著時間推移逐步減弱乃至消失的現(xiàn)象,。熒光成像的質量很大程度上依賴于熒光信號強度,，提高激發(fā)光強度固然可以提高信號強度，但激發(fā)光的強度不是可以無限提高的,，當激發(fā)光的強度超過一定限度時,，光吸收就趨于飽和，并不可逆地破壞激發(fā)態(tài)分子,，這就是光漂白現(xiàn)象,。在顯微技術中，光漂白使得觀測變得很復雜,，因為它會造成破壞,，使螢光團無法繼續(xù)放光，從而干擾實驗結果,。鈣信號發(fā)揮著高度特異性的功能,。浙江inscopix鈣成像nVista3.0

可以對深部腦區(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,。在體鈣成像售后保障

CaMPARI,，一種能夠兼顧全局和微觀的新型鈣成像技術,，包含CaMPARI以及CaMPARI2（第二代）。其原理在于,，CaMPARI蛋白在正常狀態(tài)下會發(fā)出綠色熒光,，而如果對這種蛋白同時使用高濃度鈣離子與紫外光處理，它就會不可逆,、長久地轉變成另一種能發(fā)出紅色熒光的構象,，即實現(xiàn)將瞬間的神經元活動變成長久的紅色熒光蛋白表達。研究人員通過轉基因技術將這種新型蛋白導入到實驗動物的神經系統(tǒng)中,，然后用度的紫外光照射動物的大腦,，通過檢查熒光，找到發(fā)紅色熒光的神經元,，這些神經元即是在紫外光照射期間活躍的神經元,。由于紫外光可以對著整個大腦進行照射，所以理論上,，人們可以對全腦進行檢查,。在體鈣成像售后保障