鈣成像技術(calciumimaging)是指利用鈣離子指示劑監測組織內鈣離子濃度的方法。在神經系統研究方面,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。通過鈣成像技術檢測活動動物記錄神經元的活動。南京鈣成像哪里買
紫外光激發Ca2+熒光探針Fura-2和Indo-1都是紫外光激發的雙波長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/發射特性。以雙波長激發指示劑Fura-2為例。如圖2所示,低Ca2+濃度下,Fura-2在~380nm處激發,高Ca2+濃度下,在~340nm處激發。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,獲取在510nm處對應的發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。重慶光遺傳鈣成像價格多少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。
隨著功能光學成像技術的發展,神經學家們已經可以研究腦區和神經元內部的工作情況。功能鈣成像技術就是其中之一,它的主要原理是將外源性熒光信號和生理現象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度,通過這個變化來daibiao細胞的功能狀態。目前這種技術被廣泛應用于實時監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。
眾所周知,只有游離鈣才具有生物學活性,而細胞質內鈣離子濃度由鈣離子的內外流平衡所決定,同時也受鈣結合蛋白的影響。細胞外鈣離子內流的方式有很多種,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)和瞬時受體電位C型通道(TRPC)等。神經元鈣成像的原理就是利用特殊的熒光染料或鈣離子指示劑將神經元中鈣離子濃度的變化通過熒光強度表現出來,以反映神經元活性。該方法可以同時觀察多個功能或位置相關的腦細胞。隨著熒光顯微鏡技術的迅速發展,在體鈣成像技術得到了蓬勃發展。
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,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點,在預測所選操作的未來狀態方面發揮著特定作用。可以對深部腦區、皮層區域等大部分腦區進行鈣成像使用鈣離子指示蛋白。南京鈣成像哪里買
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細胞內鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性。當diyi個細胞興奮時,產生了一個電沖動,此時,細胞外的鈣離子流入該細胞內,促使這個細胞分泌神經遞質,神經遞質與相鄰的下一級神經細胞膜上的蛋白分子結合,促使這一級神經細胞產生新的電沖動。以此類推,神經信號便一級一級地傳遞下去,從而構成復雜的信號體系,*終形成了學習、記憶等大腦的高級功能。在哺乳動物神經系統中,鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色。南京鈣成像哪里買
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