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(gè)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(guò)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(hào)，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(huì)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(chóng)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(gè)方面的功能： 線蟲(chóng)對(duì)光非常敏感，在進(jìn)行共聚焦成像時(shí)，需要盡量使用低的激發(fā)光強(qiáng)度，低激發(fā)光帶來(lái)的熒光信號(hào)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(gè)首先一端口和一個(gè)第二端口，兩個(gè)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(gè)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(gè)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(dòng)動(dòng)物的深部腦區(qū)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)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(zhǎng)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(shí)根據(jù)研究需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，比如調(diào)整光源，波長(zhǎng)，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(duì)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(jiǎng)勵(lì)設(shè)備等）同步時(shí)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(guò)對(duì)所得圖像的分析來(lái)了解生物細(xì)胞的各種生理過(guò)程。近年來(lái)，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(lái)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(shí)性和連續(xù)性，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)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(guò)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(lái)越受到重視，發(fā)展無(wú)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(shí)間分布，從而了解活的物體動(dòng)物體內(nèi)的相關(guān)生物學(xué)過(guò)程、特異性基因功能和相互作用。由于可以對(duì)同一個(gè)研究個(gè)體進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)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(gè)體差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的可影響，又不需要?dú)⑺滥Ｊ絼?dòng)物，節(jié)省了大筆科研用度。第三，尤其在藥物開(kāi)發(fā)方面，在體光纖成像記錄更是具有劃時(shí)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(shì)，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(gè)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。現(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(huì)導(dǎo)致該光纖成像系統(tǒng)中的多根多模光纖無(wú)法進(jìn)入待成像物體所處環(huán)境，也就無(wú)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