隨著功能光學(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(qū)和神經(jīng)元內(nèi)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(xiàn)象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度,，以此表示細(xì)胞的功能狀態(tài)。目前它被廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測一群相關(guān)神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化,，從而判斷其功能活動,。該技術(shù)的出現(xiàn)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(qū)和神經(jīng)元的內(nèi)部工作成為可能,。清醒動物腦功能鈣成像的微型顯微鏡的研究在不斷實(shí)踐中,。深圳動物神經(jīng)元鈣成像動物行為學(xué)

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杂苫顒拥膭游镞M(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,。動物頭部只需植入GRINlens，方便活動,。浙江熒光顯微鈣成像售后保障鈣成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)鈣離子產(chǎn)生各種各樣的胞內(nèi)信號,。

利用鈣成像技術(shù)記錄大腦活動，隨著功能光學(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(qū)和神經(jīng)元內(nèi)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(xiàn)象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度,，以此細(xì)胞的功能狀態(tài),。目前它被廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測一群相關(guān)神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化，從而判斷其功能活動,。該技術(shù)的出現(xiàn)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,。

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)神經(jīng)細(xì)胞興奮時(shí),，會產(chǎn)生一個(gè)電沖動,，在此時(shí)，細(xì)胞外的鈣離子回流入該細(xì)胞內(nèi),，促使這個(gè)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)胞膜上的蛋白分子相結(jié)合，促使這個(gè)一級神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生新的電沖動,。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，形成了學(xué)習(xí),、記憶等大腦的高級功能,。在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中，鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色,。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)某些活動或反應(yīng)。

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(qiáng),，對Ca2+的選擇性也更強(qiáng),。比率指示劑會在與Ca2+結(jié)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(gè)峰組成：左側(cè)較短波長的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而增大,，右側(cè)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(yīng)的發(fā)射光熒光強(qiáng)度的比率,，就可以對Ca2+濃度進(jìn)行定量的測量,。因?yàn)镕ura-2結(jié)果準(zhǔn)確，且不易被漂白,，所以得到了普遍使用,。通過鈣成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)當(dāng)神經(jīng)元活動的時(shí)候，胞內(nèi)鈣離子濃度能上升 10 - 100 倍,。深圳熒光鈣成像代理

鈣成像系統(tǒng)具有單細(xì)胞分辨率的大視野的特征,。深圳動物神經(jīng)元鈣成像動物行為學(xué)

霍華德休斯頓醫(yī)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(jī)制。他們通過使用Inscopix小顯微鏡觀察小鼠腦干區(qū)域的神經(jīng)元,，發(fā)現(xiàn)貪念美食的小鼠可能是因?yàn)樘厥獾拇竽X區(qū)域?qū)γ朗澈湍滩璞绕渌∈蟾用舾?。本能會?qū)使我們在感到饑餓和干渴的時(shí)候?qū)ふ沂澄铮谡业绞澄锘蛩畷r(shí)通過眼睛看,、鼻子聞,、嘴巴嘗等方式來感受和決定要不要吃，吃到一定程度產(chǎn)生滿足感（或是吃了還想吃的不滿足感）,。因此,，要把大腦中匯集的關(guān)于吃喝的各類信號分清楚,，并找出控制不同吃喝行為的神經(jīng)環(huán)路無疑是很有挑戰(zhàn)的任務(wù)。ScottSternson博士的研究團(tuán)隊(duì)在小鼠大腦中尋找饑餓和干渴神經(jīng)環(huán)路共存的腦區(qū),。他們注意到,，腦干的藍(lán)斑區(qū)（locuscoeruleus）附近有一群谷氨酸能神經(jīng)元（被稱為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(xì)胞的功能，研究小組開發(fā)了一種技術(shù),，可以讓小鼠在自由活動的同時(shí),，通過Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡觀察記錄腦干中periLC神經(jīng)元的活動,。這項(xiàng)研究的作者龔蓉博士表示,，解決這個(gè)技術(shù)是此項(xiàng)研究的關(guān)鍵。深圳動物神經(jīng)元鈣成像動物行為學(xué)