南京神經(jīng)元光纖成像記錄原理

在體光纖成像記錄人類大量的復(fù)雜行為主要取決于上千億個神經(jīng)元組成的精確神經(jīng)環(huán)路，而神經(jīng)環(huán)路的建立依賴于神經(jīng)元之間突觸連接的形成。突觸是神經(jīng)元交流的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，只有通過突觸連接，神經(jīng)元之間以及神經(jīng)元和靶向細(xì)胞（包括肌肉，腺體分析的細(xì)胞）才能有效的傳遞信號，因此突觸連接是神經(jīng)信息傳遞的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。當(dāng)突觸的發(fā)育或者形成后維持發(fā)生異常，將會導(dǎo)致某些神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生，比如精神分裂癥和自閉癥。類似于線蟲的模式生物在體光纖成像記錄，成像系統(tǒng)需要具備以下幾個方面的功能： 線蟲對光非常敏感，在進(jìn)行共聚焦成像時，需要盡量使用低的激發(fā)光強(qiáng)度，低激發(fā)光帶來的熒光信號的降低，獲得更高信噪比的圖像，要求共聚焦系統(tǒng)具有較高的靈敏度。在體光纖成像記錄的傳感應(yīng)用也非常具有前途。南京神經(jīng)元光纖成像記錄原理

光纖成像系統(tǒng)，所述光纖成像系統(tǒng)包括：激光器，圖像采集裝置，首先一多模光纖，第二多模光纖，光纖耦合器和第三多模光纖；所述光纖耦合器包括兩個首先一端口和一個第二端口，兩個首先一端口位于所述光纖耦合器的一側(cè)，所述第二端口位于所述光纖耦合器的另一側(cè)；所述首先一多模光纖的一端與所述光纖耦合器的一個首先一端口連接，所述第二多模光纖的一端與所述光纖耦合器的另一個首先一端口連接；所述第三多模光纖的一端與所述光纖耦合器的第二端口連接，所述首先一多模光纖的另一端位于所述激光器發(fā)出光束方向的正前方，且所述激光器的輸出端口的中心點(diǎn)和所述首先一多模光纖的另一端的中心點(diǎn)位于同一直線上。黃石鈣熒光光纖成像記錄方案在體光纖成像記錄另一端的中心點(diǎn)位于同一直線上。

在體光纖成像記錄在自由活動動物的深部腦區(qū)實(shí)現(xiàn)光信號記錄和神經(jīng)細(xì)胞活性調(diào)控；高質(zhì)量，亞細(xì)胞分辨率的成像；多波長成像，實(shí)現(xiàn)較多的鈣離子成像（GCaMP or RCaMP），和光遺傳實(shí)驗(yàn)，特定目標(biāo)光刺激；在體光纖成像系統(tǒng)是模塊化設(shè)計(jì)，使用者擁有很高的靈活性，可以隨時根據(jù)研究需要對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，比如調(diào)整光源，波長，濾光片，相機(jī)等。在深部腦區(qū)選定的特定神經(jīng)細(xì)胞或部分獲得連續(xù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)流，然后對單細(xì)胞提取密度軌跡。鈣離子成像軌跡也可以被同步，與其他行為學(xué)實(shí)驗(yàn)（攝像拍攝，獎勵設(shè)備等）同步時間標(biāo)記。

在體光纖成像記錄是了解生物體組織結(jié)構(gòu)，闡明生物體各種生理功能的一種重要研究手段。它利用光學(xué)或電子顯微鏡直接獲得生物細(xì)胞和組織的微觀結(jié)構(gòu)圖像，通過對所得圖像的分析來了解生物細(xì)胞的各種生理過程。近年來，隨著光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展，尤其是數(shù)字化成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)的引進(jìn)，生物成像技術(shù)已經(jīng)成為細(xì)胞生物學(xué)研究中不可或缺的方法。未來生物成像技術(shù)的發(fā)展除了進(jìn)一步提高圖像的分辨率外，還需要增強(qiáng)成像的實(shí)時性和連續(xù)性，以期實(shí)現(xiàn)對單個生物功能分子的體內(nèi)連續(xù)追蹤，詳細(xì)地記錄其生理過程，從而完全揭示其生物學(xué)功能。另外，生物成像技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用也越來越受到重視，發(fā)展無損傷的體內(nèi)成像技術(shù)是其在疾病診斷中較多應(yīng)用的重要前提。在體光纖成像記錄用于生成首先一光束。

在體光纖成像記錄和傳統(tǒng)的體外成像或細(xì)胞培養(yǎng)相比有著明顯優(yōu)點(diǎn)。首先，在體光纖成像記錄能夠反映細(xì)胞或基因表達(dá)的空間和時間分布，從而了解活的物體動物體內(nèi)的相關(guān)生物學(xué)過程、特異性基因功能和相互作用。由于可以對同一個研究個體進(jìn)行長時間反復(fù)查看成像，既可以進(jìn)步數(shù)據(jù)的可比性，避免個體差異對試驗(yàn)結(jié)果的可影響，又不需要?dú)⑺滥Ｊ絼游?，?jié)省了大筆科研用度。第三，尤其在藥物開發(fā)方面，在體光纖成像記錄更是具有劃時代的意義。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由于進(jìn)進(jìn)臨床研究的藥物中大部分由于安全題目而終止，導(dǎo)致了在臨床研究中大量的資金浪費(fèi)。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。南京神經(jīng)元光纖成像記錄原理

在體光纖成像記錄需要許多數(shù)據(jù)點(diǎn)。南京神經(jīng)元光纖成像記錄原理

光纖成像技術(shù)具有損耗低、成本低等優(yōu)勢，因此，光纖成像技術(shù)較多應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、激光技術(shù)等領(lǐng)域。早期的光纖成像系統(tǒng)采用多根單模光纖組成的光纖束收集圖像，每一根單模光纖用于收集一個像素點(diǎn)的圖像。包含較多的單模光纖，導(dǎo)致光纖束的直徑較大，因此，為了提高光纖成像系統(tǒng)的微型化程度，可以將光纖成像系統(tǒng)中的光纖束替換為單根多模光纖?，F(xiàn)有技術(shù)中的光纖成像系統(tǒng)仍包含多根多模光纖，若待成像物體所處環(huán)境的空間較窄，例如，待成像物體所處環(huán)境為血管，支氣管等，可能會導(dǎo)致該光纖成像系統(tǒng)中的多根多模光纖無法進(jìn)入待成像物體所處環(huán)境，也就無法獲取到待成像物體的圖像，導(dǎo)致光纖成像系統(tǒng)的適用范圍較窄。南京神經(jīng)元光纖成像記錄原理