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。通過鈣成像技術檢測活動動物記錄神經元的活動。哈爾濱鈣成像采購信息
哺乳動物進入睡眠后神經元活動發生了戲劇性的變化,覺醒的神經元活動被認為會增加睡眠需求。其他腦細胞(膠質細胞)在自然睡眠-覺醒周期中的變化以及它們在睡眠調節中的作用相對來說還沒有被研究過。華盛頓州立大學ElsonS.Floyd醫學院生物醫學系的MarcosG.Frank研究團隊于2020年9月24日在CurrentBiology上發表論文“ARoleforAstroglialCalciuminMammalianSleepandSleepRegulation”,通過使用滔博生物-Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡發現額葉皮層的星形膠質細胞鈣濃度隨睡眠和清醒而變化,會在睡眠剝奪后改變,并調節睡眠需求。江蘇超微顯微鈣成像口碑好有了鈣成像技術,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。
Anderson研究團隊發現實驗室雄性小鼠對雌性和雄性的攀爬行為可以通過是否存在超聲發聲(USV)來區分。這些和更多的行為數據表明,大多數雄性主導的攀爬是攻擊性的,盡管在極少數情況下可能是性行為。研究人員調查了USV+和USV-攀爬是否使用相同或不同的下丘腦神經基質。通過使用Inscopix自由行為顯微鈣成像方法觀察內側視前區(MPOA)或腹內側下丘腦腹側細分(VMHvl)中雌jisu受體1(ESR1)陽性神經元,發現在小鼠活動中可以解碼出在USV+和USV-攀爬過程中神經元活動的獨特模式。交叉光遺傳刺激表達ESR1和囊狀GABA轉運蛋白(VGAT)的MPOA神經元,可促進USV+攀爬,并將雄性的定向攻擊轉換為USV攀爬。
霍華德休斯頓醫學研究所(HHMI)ScottSternson課題組研究了影響這種源源不斷的食欲的神經機制。他們通過使用Inscopix小顯微鏡觀察小鼠腦干區域的神經元,發現貪念美食的小鼠可能是因為特殊的大腦區域對美食和奶茶比其他小鼠更加敏感。本能會驅使我們在感到饑餓和干渴的時候尋找食物,在找到食物或水時通過眼睛看、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環路無疑是很有挑戰的任務。ScottSternson博士的研究團隊在小鼠大腦中尋找饑餓和干渴神經環路共存的腦區。他們注意到,腦干的藍斑區(locuscoeruleus)附近有一群谷氨酸能神經元(被稱為periLC神經元),參與進食和飲水的行為,是餓和渴的匯聚點。為了研究這些神經細胞的功能,研究小組開發了一種技術,可以讓小鼠在自由活動的同時,通過Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡觀察記錄腦干中periLC神經元的活動。這項研究的作者龔蓉博士表示,解決這個技術是此項研究的關鍵。鈣成像系統具有單細胞分辨率的大視野的特征。
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。鈣成像技術在神經科學研究中的應用。江蘇超微顯微鈣成像口碑好
通過鈣成像技術發現當神經元活動的時候,胞內鈣離子濃度能上升 10 - 100 倍。哈爾濱鈣成像采購信息
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di1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,促使該細胞分泌神經遞質,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。靜息狀態下大部分神經元細胞內鈣離子濃度約為50-100nM,而細胞興奮時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遞質的過程必不可少。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。哈爾濱鈣成像采購信息