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光遗传学技术与其他技术的结合

时间:2022-02-17 百科知识 版权反馈
【摘要】:开展哺乳动物脑的光遗传学研究,与其他技术相结合是必不可少的。功能性磁共振成像是在整体动物中进行脑功能检测的重要手段,光遗传学如何与fMRI联用,也即用fMRI来读出,显然是一项重要的技术。现在,这项技术已经建立起来,被称为光学fMRI[1,7,9]。这样,就有可能实现对大块脑组织活动的准确光遗传学操控,这一点与神经-精神疾病研究特别有关。
光遗传学技术与其他技术的结合_脑研究的前沿与展

开展哺乳动物脑的光遗传学研究,与其他技术相结合是必不可少的。

作为用于哺乳动物脑的慢性或可携带的细胞水平的深部成像,荧光显微内窥镜是一种新发展的最小侵入性的技术。内窥镜里安装了微透镜,其直径仅350~1000 μm,可提供微米级别的光学分辨,因而允许进行脑深部的细胞水平成像。在此基础上,单光子和双光子的荧光显微内窥镜使我们能够看到活体哺乳动物脑区的细胞。而这种活体成像,在以前是不可能想象的。举例来说,耳蜗长久以来就被认为不可能在细胞水平成像,因为它非常纤巧而且深埋在颞骨之中,现在用纤维内镜就可以看到个别的听觉毛细胞[8]

功能性磁共振成像(fMRI)是在整体动物中进行脑功能检测的重要手段,光遗传学如何与fMRI联用,也即用fMRI来读出,显然是一项重要的技术。现在,这项技术已经建立起来,被称为光学fMRI(optical fMRI,ofMRI)[1,7,9]

可以把ofMRI看为新的成像研究工具,它反映的是大体的、一群细胞的活动,也就更有利于鉴定与疾病相关的神经回路的活动,而这是用微电极所不能达到的,因为在ofMRI的情况下,特定局部的细胞或特定的轴突投射到远处的细胞,可以直接用宏观BOLD信号成像加以鉴定,而微电极是做不到这一点的。这样,就有可能实现对大块脑组织活动的准确光遗传学操控,这一点与神经-精神疾病研究特别有关。因为有这样的情况:许多神经-精神疾病常牵涉分布性的神经活动异常或紊乱,也即大块脑组织活动的变化,所以应用ofMRI这种适宜于大块脑活动的研究方法,对于鉴定神经-精神疾病的神经基础是极为有用的[1,7]

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