蘇州腦立體定位神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)原理

在體光纖成像記錄的根本缺點(diǎn)是光的組織穿透率低。由于吸收和散射，熒光發(fā)射的可見光譜中的光只能穿透幾百微米的組織。這個(gè)問題限制了大多數(shù)光學(xué)方法在小動(dòng)物或人類表面結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用。使用近紅外光譜能夠提高信號(hào)的組織穿透能力，并能降低了組織的自體熒光。在體外將熒光探針與細(xì)胞共孵育后注射入體內(nèi)，用規(guī)定波長的光激發(fā)熒光探針，較后用高靈敏度的攝像機(jī)記錄發(fā)射的光子。有機(jī)熒光染料價(jià)格低廉，毒性可控，但當(dāng)觀察時(shí)間較長時(shí)，容易發(fā)生光漂白。量子點(diǎn)具有高度的光穩(wěn)定性，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)熒光探針。但由于大多數(shù)量子點(diǎn)都含有鎘，限制了其臨床應(yīng)用。實(shí)時(shí)觀測動(dòng)物在進(jìn)行復(fù)雜行為時(shí)的神經(jīng)投射活動(dòng)。蘇州腦立體定位神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)原理

研制小動(dòng)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(gè)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(dòng)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(huì)涉及到成像設(shè)備、圖像算法、軟件平臺(tái)、驗(yàn)證評(píng)價(jià)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(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備，研發(fā)適用于快速動(dòng)態(tài)神經(jīng)回路成像的影像信息處理與分析平臺(tái)，建立小動(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備的醫(yī)學(xué)生物驗(yàn)證評(píng)價(jià)體系，開展小動(dòng)物預(yù)臨床生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究，為小動(dòng)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。無錫神經(jīng)元影像光纖在體光纖成像記錄其他行為學(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，通過對(duì)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(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。

在體光纖成像記錄分辨率和對(duì)比度是成像質(zhì)量的重要組成部分，分辨率指成像系統(tǒng)所能重現(xiàn)的被測物體細(xì)節(jié)的數(shù)量，對(duì)比度則是成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的被測物體與其背景之間的灰度差別。攝像頭、鏡頭和燈光是決定分辨率和對(duì)比度的重要因素。成像系統(tǒng)所需較小像素分辨率可由下式計(jì)算：較小分辨率=(物件較長端長度/較小特征尺寸)×2以條形碼為例，假如較長端長度為60mm，較小特征尺寸是0.2mm，那么根據(jù)上式可算出其較小分辨率應(yīng)該是(60/0.2)×2=600鏡頭焦距是分辨率另一種表現(xiàn)形式。在體光纖成像記錄同時(shí)不受外界光纖干擾。

在體光纖成像記錄可見光成像體內(nèi)可見光成像包括生物發(fā)光與熒光兩種技術(shù)。生物發(fā)光是用熒光素酶基因標(biāo)記DNA，利用其產(chǎn)生的蛋白酶與相應(yīng)底物發(fā)生生化反應(yīng)產(chǎn)生生物體內(nèi)的光信號(hào)；而熒光技術(shù)則采用熒光報(bào)告基因（GFP、RFP）或熒光染料（包括熒光量子點(diǎn)）等新型納米標(biāo)記材料進(jìn)行標(biāo)記，利用報(bào)告基因產(chǎn)生的生物發(fā)光、熒光蛋白質(zhì)或染料產(chǎn)生的熒光就可以形成體內(nèi)的生物光源。前者是動(dòng)物體內(nèi)的自發(fā)熒光，不需要激發(fā)光源，而后者則需要外界激發(fā)光源的激發(fā)。在體光纖成像記錄技術(shù)是在散射介質(zhì)（或稱為隨機(jī)介質(zhì)）成像的基礎(chǔ)上發(fā)展。無錫腦立體定位影像光纖服務(wù)

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。蘇州腦立體定位神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)原理

在體光纖成像記錄就是生物樣本的造影技術(shù)，依照樣本尺度大小可以概分為組織造影與細(xì)胞分子的顯微技術(shù)。這些大致都需要光學(xué)技術(shù)配合生物樣本的特性發(fā)展，少數(shù)會(huì)使用光以外的波動(dòng)性質(zhì)將圖像光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)的器件，它是利用少數(shù)載流子的注入、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移等物理過程來完成幾種電路功能的器件，具有體積小、重量輕、功耗低、可靠性好、無損傷現(xiàn)象、能抗震以及光譜響應(yīng)寬等特點(diǎn)，是展示臺(tái)的輸入設(shè)備，是攝像頭的心臟。利用信號(hào)整形之類的技術(shù)可以得到高質(zhì)量數(shù)據(jù)，此外高精度成像硬件也有助于保證較高的成像質(zhì)量。蘇州腦立體定位神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)原理