鈣熒光神經(jīng)元活動記錄技術(shù)

在體光纖成像記錄的目的是實時檢測細(xì)胞的活性變化?；阝}離子濃度變化的熒光成像技術(shù)被較多用來記錄神經(jīng)元活性。在體光纖記錄方法與傳統(tǒng)的在體電生理記錄方法有著不同的特點，光纖記錄因其穩(wěn)定、方便、易上手而應(yīng)用較多。首先，將熒光蛋白表達(dá)在特定類型的神經(jīng)元中，光纖記錄可以實現(xiàn)細(xì)胞類型特異性的活性檢測，而用電生理記錄的方法記錄特定類型的神經(jīng)元的活性比較困難。其次，電生理記錄容易受到環(huán)境中的電信號以及動物的行為動作影響，而光纖記錄相對來說有著較強(qiáng)的抗干擾性能。然后，光纖記錄相對穩(wěn)定，可以很容易實現(xiàn)長時程的活性檢測，例如動物的整個學(xué)習(xí)過程，而利用電生理記錄實現(xiàn)起來則相對困難。較后，光纖記錄用神經(jīng)元群體的熒光強(qiáng)度變化來表征神經(jīng)元整體的活性變化，不能反映單個神經(jīng)元的活性，而電生理記錄則能夠檢測到單個神經(jīng)元的活性，具有更高的空間分辨率。在體光纖成像記錄提供含有光子強(qiáng)度標(biāo)尺的成像圖片。鈣熒光神經(jīng)元活動記錄技術(shù)

單光纖在體光纖成像記錄與內(nèi)窺鏡結(jié)合，實現(xiàn)了超細(xì)內(nèi)窺。超細(xì)內(nèi)窺鏡在一些特殊檢測環(huán)境（如耳、鼻、心、腦等）中，可實現(xiàn)體內(nèi)無創(chuàng)傷檢查。人體耳蝸在人耳內(nèi)部深處，由于耳道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難從耳外觀察內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，采用超細(xì)內(nèi)窺鏡，可以讓內(nèi)窺鏡通過耳道，直接進(jìn)入耳朵內(nèi)部，然后對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。對于人體的細(xì)小腔道結(jié)構(gòu)（如血管、乳管和支氣管等），以前無法從腔道內(nèi)部進(jìn)行檢查，只能通過超聲B超和醫(yī)學(xué)CT等醫(yī)學(xué)影像技術(shù)從體外進(jìn)行成像，成像分辨率低，而且不能對腔道內(nèi)部的生物狀態(tài)進(jìn)行實時觀察。通過超細(xì)內(nèi)窺鏡，可以將光纖探頭通過導(dǎo)管擴(kuò)張器直接插入腔道，探頭所在位置的圖像直接顯示到計算機(jī)或顯示器屏幕上，醫(yī)生可以直觀地進(jìn)行診斷和分析。鹽城在體光纖成像記錄技術(shù)方案在體光纖成像記錄中的光纖束替換為單根多模光纖。

在體光纖成像記錄增大視場可以提高成像光譜儀的工作效率,大視場寬覆蓋是下一代成像光譜儀的發(fā)展趨勢。視場增大通常會導(dǎo)致遙感器質(zhì)量和體積的增加,如何在獲得大視場的同時具有小型化與輕量化的結(jié)構(gòu)是每個成像光譜儀設(shè)計者應(yīng)該權(quán)衡的問題。為了突破成像光譜儀質(zhì)量與體積對視場的限制,提出使用光纖傳像束代替色散型成像光譜儀中的狹縫來鏈接望遠(yuǎn)鏡和光譜儀組成光纖成像光譜儀。利用線列光纖傳像束柔軟可拆分的特點,將望遠(yuǎn)鏡的線性大視場拆分為若干個小視場,將它們折疊分離放置于光譜儀物面上,經(jīng)過光譜儀分光成像至同一焦平面上。

我們知道，在體光纖成像記錄屬于單個原子的核外電子可以在不同能級之間躍遷。而對于無機(jī)閃爍體，電子可以在相鄰原子之間轉(zhuǎn)移，電子不再屬于某一個固定的原子，而是歸整個晶體共有，單個電子的能級也就演變成了晶體的電子能帶。晶體能帶的低能級為價帶，高能級為導(dǎo)帶。當(dāng)γ射線入射進(jìn)晶體后，被晶體的價帶電子吸收。價帶電子便躍遷至高能級的導(dǎo)帶，之后又釋放光子返回低能態(tài)。釋放的光子可被跟閃爍晶體相連的光電倍增管檢測到。通常會跟人體結(jié)構(gòu)成像技術(shù)CT和MRI一起使用。如此一來，放射性同位素聚集的人體組織便一目了然了。在體光纖成像記錄其他行為學(xué)實驗（攝像拍攝，獎勵設(shè)備等）同步時間標(biāo)記。

研制小動物三維在體光纖成像記錄，該成像設(shè)備以雙光子激發(fā)成像模態(tài)為中心，有機(jī)融合光片照明顯微成像模態(tài)，從細(xì)胞分子、結(jié)構(gòu)圖譜和功能回路多個層面系統(tǒng)多方面地提供生物體的神經(jīng)回路信息。圍繞小動物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備研制這一中心目標(biāo)，將會涉及到成像設(shè)備、圖像算法、軟件平臺、驗證評價以及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等多方面研究。從生物體在體神經(jīng)回路深層和快速的成像要求出發(fā)，研制有機(jī)融合多光子深層激發(fā)成像模態(tài)和光片照明快速掃描顯微成像模態(tài)于一體的小動物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備，研發(fā)適用于快速動態(tài)神經(jīng)回路成像的影像信息處理與分析平臺，建立小動物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備的醫(yī)學(xué)生物驗證評價體系，開展小動物預(yù)臨床生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究，為小動物腦疾病模型在體神經(jīng)回路的機(jī)理研究提供成像方法和工具。在體光纖成像記錄釋放的光子可被跟閃爍晶體相連的光電倍增管檢測到。深圳神經(jīng)元成像光纖方案

在體光纖成像記錄在腦功能研究中具有較多的用途。鈣熒光神經(jīng)元活動記錄技術(shù)

在體光纖成像記錄用于生成首先一光束，以使所述首先一光束經(jīng)過所述首先一多模光纖到達(dá)所述光纖耦合器，并經(jīng)過所述第三多模光纖照射至待成像物體；所述首先一光束經(jīng)所述待成像物體反射得到第二光束，所述第二光束經(jīng)過所述第三多模光纖到達(dá)所述光纖耦合器，并經(jīng)過所述第二多模光纖到達(dá)所述圖像采集裝置；所述圖像采集裝置，用于根據(jù)所述第二光束，生成所述待成像物體的初始圖像?？蛇x的，所述光纖成像系統(tǒng)還包括：擴(kuò)束器和衰減器；所述擴(kuò)束器位于所述激光器與所述首先一多模光纖之間；所述衰減器位于所述擴(kuò)束器與所述首先一多模光纖之間；所述激光器的輸出端口的中心點、所述擴(kuò)束器的中心點、所述衰減器的中心點，以及所述首先一多模光纖的另一端的中心點位于同一直線上。鈣熒光神經(jīng)元活動記錄技術(shù)