小鼠颅骨视窗及其在光学活体脑成像研究中的应用

小鼠颅骨视窗作为一种活体光学脑成像辅助工具,以其原位表征、实时观察、长期活体脑成像等优势,成为脑部疾病及神经元突触生长等研究的重要手段之一。小鼠颅骨视窗不仅可以对颅骨下软脑膜血管及血管内红细胞流速、流态变化进行定量分析,在结合荧光标记物与光学显微镜后,还可以对脑部皮层下组织、神经细胞的变化进行清晰成像。过去数十年,科研人员利用小鼠颅骨视窗深入研究了偏头痛、阿尔兹海默症、神经突触等病理生理过程,并取得了大量突破性进展。同时,随着光学成像工具性能的提升,小鼠颅骨视窗的应用也得到了进一步拓展。本文主要介绍颅骨视窗的发展史、构建方法,结合荧光探针及光学成像方法的研究,全面总结了近年来小鼠颅骨视窗在光学脑成像研究中的应用,包括脑内重要生物分子成像、细胞成像、血管及血流成像、神经环路可塑性及神经功能成像、疾病发生机理及药物开发研究等,最后讨论了小鼠颅骨视窗在实际应用中面临的问题,并对其未来应用进行了展望。

植入式荧光内窥显微技术及其在活体脑成像中的应用(特邀)

高时空分辨可视化技术是脑科学研究的重要工具。荧光显微成像技术在特异性、多样性、图像对比度和时空分辨率等方面具有显著优势,但由于光在组织中的穿透深度有限,无创的荧光成像难以在活体水平获取深层脑区神经血管单元的高分辨结构和功能信息。因此,在脑科学研究中,荧光内窥显微成像技术受到越来越多研究者的青睐。得益于相关科学技术的发展,内窥镜探头在保持高性能的同时,实现了小型化并提供了更大的灵活性,可以植入活体大脑的不同深度处,开展特定深层脑区的功能调控研究。本综述介绍了基于梯度折射率透镜和单根多模光纤这两种探头的植入式荧光内窥显微成像技术及其发展和迭代进程,概述了它们在高分辨活体脑成像研究中的应用,以及在临床神经外科手术中的初步探索性应用。最后,展望了荧光内窥脑成像技术未来的发展前景。

活体脑成像技术在针灸脑病基础研究中的应用

针灸在脑病治疗中疗效显著,但其起效机制尚不明确。随着影像技术的不断发展,活体脑成像技术在生命科学研究中的应用越来越广,同时为针灸治疗脑病的基础研究提供了更有效的工具。本文就生命科学研究中应用较广泛的动物活体脑成像技术,对其在针灸脑病基础研究中的应用情况、成像特点、优势与不足进行综述与展望,以期为针灸治疗脑病的基础研究提供参考,助力针灸现代化的进程。

活体小鼠脑组织Ca^(2+)敏感荧光染料双光子成像的观察

使用双光子激光共聚焦显微镜对活体小鼠脑组织(体感皮层)进行形态学和细胞内Ca2+变化水平的观察和记录。方法是对小鼠开颅后向脑内注射Ca2+敏感荧光染料Oregon Green 488 BAPTA-1乙酰氧基甲酯,然后在双光子显微镜下观察并记录。双光子显微镜下的图像清晰生动,可扫描到大脑皮层以下较深区域,并能检测神经元细胞内Ca2+离子即时水平变化。实验结果表明通过注射Ca2+敏感荧光染料并结合多光子激光共聚焦显微镜观察活体动物脑部变化的方法可以得到高分辨率图像并且作为分析的来源。