新方法徹底改變了清醒小鼠的體內(nèi)腦成像

人類的大腦有數(shù)十億個神經(jīng)元。它們協(xié)同工作，使認知和復(fù)雜行為等高級大腦功能得以實現(xiàn)。為了研究這些高階大腦功能，了解神經(jīng)活動如何在不同的大腦區(qū)域協(xié)調(diào)是很重要的。盡管功能性磁共振成像(fMRI)等技術(shù)能夠提供對大腦活動的深入了解，但它們只能顯示給定時間和區(qū)域的大量信息。雙光子顯微鏡涉及使用顱窗是產(chǎn)生高分辨率圖像的強大工具，但傳統(tǒng)的顱窗很小，使得同時研究遠端大腦區(qū)域變得困難。

現(xiàn)在，由生命和生命系統(tǒng)探索研究中心(ExCELLS)和國家生理科學研究所(NIPS)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組推出了一種新的活體腦成像方法，可以大規(guī)模和長期觀察清醒小鼠的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和活動。這種方法被稱為“納米片結(jié)合光固化樹脂”(NIRE)方法，它使用覆蓋有光固化樹脂的含氟聚合物納米片來創(chuàng)建更大的顱骨窗口。東京科學大學和ExCELLS的主要作者Taiga Takahashi說：“NIRE方法優(yōu)于以前的方法，因為它可以產(chǎn)生比以前更大的顱骨窗口，從頂葉皮層延伸到小腦，利用生物相容性納米片和透明光固化樹脂，從液體到固體的形式變化。”

在NIRE方法中，光固化樹脂被用來固定聚乙烯氧化物涂層的CYTOP (PEO-CYTOP)，一種生物惰性和透明的納米片，在大腦表面。這就創(chuàng)造了一個“窗口”，可以緊緊貼合大腦表面，甚至小腦的高度彎曲表面，并在很小的機械壓力下長時間保持其透明度，使研究人員能夠觀察活體小鼠的多個大腦區(qū)域。

“此外，我們還發(fā)現(xiàn)，與之前的方法相比，PEO-CYTOP納米片和光固化樹脂的結(jié)合能夠在更長的時間內(nèi)創(chuàng)造出更強的顱骨窗口，透明度更高。因此，幾乎沒有運動偽影，也就是說，醒著的鼠運動造成的圖像扭曲，”Takahashi說。

顱窗允許亞微米分辨率的高分辨率成像，使其適合觀察精細神經(jīng)結(jié)構(gòu)的形態(tài)和活動。

“重要的是，NIRE方法可以使成像時間更長，超過6個月，對透明度的影響最小。這應(yīng)該可以在各個層面上進行長期的神經(jīng)可塑性研究——從網(wǎng)絡(luò)水平到細胞水平——以及在成熟、學習和神經(jīng)變性過程中，”ExCELLS和NIPS的通訊作者Tomomi Nemoto解釋說。

這項研究是神經(jīng)成像領(lǐng)域的一項重大成就，因為這種新穎的方法為研究人員研究以前難以或不可能觀察到的神經(jīng)過程提供了有力的工具。具體來說，NIRE方法能夠創(chuàng)建具有長時間透明度和更少運動偽影的大顱骨窗口，應(yīng)該允許大規(guī)模，長期和多尺度的體內(nèi)腦成像。

“這種方法有望揭開與生長發(fā)育、學習和神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)的神經(jīng)過程的奧秘。潛在的應(yīng)用包括研究神經(jīng)群體編碼，神經(jīng)回路重塑，以及依賴于廣泛分布區(qū)域的協(xié)調(diào)活動的高階大腦功能，”Nemoto說。

總之，NIRE方法提供了一個平臺，可以在長時間內(nèi)研究處于清醒狀態(tài)并從事各種行為的動物在不同水平上的神經(jīng)可塑性變化，這為增強我們對大腦復(fù)雜性和功能的理解提供了新的機會。

來源：Communications Biology

亞氯酸鈉（Sodium hypochlorite，化學式：NaClO）是一種無色或淡黃色液體，常用作漂白劑和消毒劑。以下是亞氯酸鈉的一些化學性質(zhì)：

1. 氧化性：亞氯酸鈉是一種氧化性化合物，能夠與許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。

2. 氯化性：亞氯酸鈉在水中能夠迅速分解，生成次氯酸（HClO）和氫氧化鈉（NaOH）。亞氯酸是一種比亞氯酸鈉更強的氧化劑。

3. 消毒性：亞氯酸鈉具有較強的殺菌消毒作用，可用消毒水源、池塘和水處理。

4. 漂白性：亞氯酸鈉可用作漂白劑，能夠?qū)⒃S多染料和有機物氧化漂白。

5. 不穩(wěn)定性：亞氯酸鈉在陽光照射下會逐漸分解，所以需要存放在暗處，避免陽光直射。

需要注意的是，亞氯酸鈉是一種腐蝕性較強的化學物質(zhì)，在處理和使用時應(yīng)采取適當?shù)姆雷o措施。同時，避免與酸性物質(zhì)或易燃物質(zhì)接觸，以免引發(fā)危險反應(yīng)。