新型脑成像技术给神经元贴上“条形码”
美国冷泉港实验室(CSHL)和瑞士巴赛尔大学的神经科学家团队日前在《自然》杂志发表论文称,他们开发出一种创新的脑成像技术,追踪了小鼠大脑外部皮层数百个神经元连接。新技术能以前所未有的速度生成更详细的图片,比现有方法更快捷更有效,且成本直线下降,有利于未来认识神经发育障碍。 人类大脑中有1000亿个神经元,每个神经元可以产生数千个连接或突触,从而可能产生数百亿的连接。神经科学家非常了解单个神经元的作用,但对于大量神经元如何协同工作,并产生想法、感受乃至行为知之甚少。 研究人员通常使用显微镜来观察神经连接,但既费力又昂贵。传统的识别神经细胞间连接的技术称为荧光单神经元示踪,向细胞内引入产生绿光的蛋白基因,以便用光学显微镜观察神经元的连接。 该小组使用传统方法追踪了31个从视觉皮层到另外7个皮层区域的神经元连接。用新的技术方法,他们在短短3周内完成了来自591个神经元的连接,而这些工作用传统方法需要3年才能完成。 新技术称......阅读全文
追踪神经元的新技术显示,有些神经元能覆盖整个大脑!
原文以A giant neuron found wrapped around entire mouse brain为标题 发布在2017年2月24日的《自然》新闻上 原文作者:Sara Reardon 3D重建图像显示,意识相关脑区存在一个“荆棘冠冕”型神经元。 脑部神经元分叉和其它神经
原子力显微镜等助力从突触水平“看清”大脑
在多个层次上解析脑网络系统的联结方式与规则,绘制大脑线路图,并对其进行研究和模拟,是近年来神经科学和计算科学一个重要的交叉融合点。日前,记者从中科院自动化所获悉,科研人员已经建立国内最高通量的纳米级突触水平神经大数据重建与分析平台。 神经元是大脑的最基本单元,而突触是神经元之间在功能上发生联系
荧光成像与生物发光成像技术的优缺点对比
一、荧光成像技术优点 数据来源:使用FOBI整体荧光成像系统对荧光染料Cy5标记的药物进行观察 相比生物发光成像,荧光成像技术的优势主要表现在: 1 荧光蛋白及荧光染料标记能力更强 荧光标记分子种类繁多,包括荧光蛋白、荧光染料、量子点标记等,可以对基因、蛋白、抗体、化合药
光声成像技术在结构成像中的应用
光声成像技术可以实现类似超声成像技术达到的深层组织成像; 另一方面, 光声成像技术以组织的光学吸收系数为基础, 所以又能得到高对比度成像, 同时又避免了纯光学成像中光学散射的影响。在无损伤前提下,对小动物进行活体成像。Endra小动物光声成像系统既是应用光声技术的新型的无损伤活体成像模式,它同时
荧光成像与生物发光成像技术的优缺点比较
上次,我们对比了荧光成像和生物发光的基本原理。那针对自己的课题,生物发光和荧光成像哪个好?什么情况下选择生物发光,什么情况下选择荧光成像?今天为大家解答关键问题:荧光成像和生物发光成像的优缺点是什么?一、荧光成像技术优点数据来源:使用FOBI整体荧光成像系统对荧光染料Cy5标记的药物进行观察相比生物
中国科学家将绘制最精细人脑三维“地图”
新华社南京12月6日电 为什么有的大脑能洞见美妙的宇宙法则,有的能创作出扣人心弦的乐曲与画作?记忆和意识是如何产生的?骆清铭在检查实验结果。(受访者供图) 人类虽已能观察亿万星辰、探测时空涟漪,却对自己认知世界的大脑所知甚少,大脑的精细结构如何都还只是估测。 为揭开大脑的奥秘,中国科学家计划
专家呼吁重视脑细胞外间隙研究
近日,以“脑细胞外间隙认知科学与脑病诊治研究的新空间”为主题的中国科协第76期新观点新学说学术沙龙在京举行。 北京大学教授韩鸿宾提出,占据着脑容积20%的脑细胞外间隙是脑科学研究中长期被忽视的领域,认知科学、临床脑病、药学研究都对这部分空间没有给予足够的重视,现有的各类脑病机制研究也罕见关
孤独症小鼠“喜新不厌旧”社交缺陷下的神经编码机制
社交行为是个人和人类社会生存和发展的基础。有关大脑通过何种方式编码社交行为信息这一科学问题,目前尚无确切答案。此外,孤独症、抑郁症、精神分裂症、社交恐惧症或创伤后应激障碍(PTSD)等患者,均存在显著社交识别或互动障碍,给家庭、社会和国家带来诸多问题和负担,当前仍缺乏行之有效的干预手段或治疗方法
大脑神经元连接协调恰似“交响乐”
人类大脑有近860亿个神经元,每个神经元有多达10000个突触,形成了一个庞大的互连网络,构成了行为和认知的基础。最新一期《科学》特刊连发4篇文章,综述了科学家对大脑复杂连接(“连接组”)及其如何驱动大脑功能和产生功能障碍的理解,介绍了用于探索大脑连接的神经科学创新技术。 《科学》杂志高级编辑皮
LaVision双光子显微镜无损伤无标记THG成像(二)
主要结果Fig. 1.无标记活体大脑的三次谐波显微成像(A)脑组织THG成像的epidetection几何学图示。插图:THG原理。注意基质中没有光学激发发生。(B) 树突处的聚焦激光束。通过将激光聚焦体积设定到树突直径的几倍大小,可以获得部分相匹配,显著的THG信号将会产生。(C)细胞
1741个!迄今最大的小鼠全脑神经元数据集建成
脑,是我们每个人的“顶级配置”。我们之所以有喜怒哀乐,能够学习、记忆、运动,拥有良好的睡眠,都离不开大脑的调控。神经元是大脑行使功能的基本单位,它的3D结构特征可以揭示脑内神经信号的流动,反映大脑的神经网络连接,也是鉴定神经元类别的重要参数。 不过,想清晰地看清并重建大量神经元全脑形态,还存在
法国同步三维成像技术让观察大脑无需扫描
据美国物理学家组织网近日报道,最近,法国巴黎笛卡尔大学科学家结合数字单光子全息刺激和远程聚焦荧光功能成像两项技术,开发出一种能在光激发脑部神经元的条件下,同步观察其解剖结构和生理功能的三维成像技术,而且分辨率和准确性更高。 观察大脑在三维空间处理感觉及概念信号分两步走:一是拍摄神经结构,二是刺
电子断层成像技术及其应用
电子断层成像技术构建的线粒体的全新结构,向传统教科书上的观点发起挑战。传统观点认为线粒体内膜向内突出形成冠状的嵴,而断层成像显示为内膜向内突起形成管腔结构。迄今为止,电子断层成像技术已广泛应用到快速冷冻(plung-freezing)的样品研究中去。自从快速冷冻和制作较厚的冷冻切片成为常规技术以来,
什么叫凝视红外成像技术
简单的说就是成像机制不一样。凝视型,光敏器件一次一幅图成像。扫描型,一次一行,然后拼接成一幅图
X光成像技术的简介
X射线又称伦琴射线,它是肉眼看不见的一种射线,但可使某些化合物产生荧光或使照相底片感光;它在电场或磁场中不发生偏转,能发生反射、折射、干涉、衍射等;它具有穿透物质的本领,但对不同物质它的穿透本领不同;能使分子或原子电离;有破坏细胞作用,人体不同组织对于X射线的敏感度不同,受损害程度也不同。因此,
多项技术助力肿瘤原位成像
华东理工大学教授龙亿涛小组在单细胞内p53蛋白原位成像检测研究领域取得新进展,相关研究在线发表于《德国应用化学》。 p53是一种肿瘤抑制蛋白,具有反式激活功能和广谱的肿瘤抑制作用。在肿瘤细胞内,p53蛋白通常会发生变异,干扰细胞的正常生长调控机制。“p53蛋白一直是近年来生命科学领域的研究热点
合成孔径声呐成像技术
1.1 合成孔径声呐成像算法 声呐成像是由回波信号解算出声呐图像(反射系数矩阵)的过程。SAS成像算法是在SAR算法、CT成像算法、地震波反演、声呐方位波束形成方法基础上发展起来的。SAS成像的研究目前主要集中在条带式(stripmap)正侧视(broadside looking)场景,斜视和
活体成像技术原理及应用
活体成像技术主要是利用一套非常灵敏的光学检测仪器,能够直接监控活体生物体内的细胞活动和基因行为。通过这个系统,可以观测活体动物体内肿瘤的生长及转移,感染性疾病发展过程、特定基因的表达等生物学过程。其优点为较传统屠宰动物相比,该技术能够对同一种实验对象在不同时间点进行记录,跟踪同一观察目标(标记细
质谱成像技术应用宝典
现代生物学研究已经不再停留在仅从组织中识别一种特殊的化学成分,或者蛋白成分上了,我们需要精确的了解这些物质是如何分布,如何构成的,解答这些问题需要更进一步的实验技术,比如免疫组化或免疫荧光检测方法,但是这些技术需要特殊的抗体,而且效率低,偏差大。 因此研究人员将目光转向了质谱技术上,以质谱为基
X光成像技术的发展
随着科技的进步,X线摄影经历了从最早的摄影干板到胶片/增感屏组合,到目前数字化X射线图像的各阶段的进步。二十世纪60年代末至70年代初以来,随着计算机与微电子技术的飞速发展,席卷全球的数字化技术和计算机网络与通信技术已经对X光影像设备产生广泛而深远的影响。 影像设备的数字化和网络化以及占医学信
小动物活体成像技术
1、背景和原理1999年,美国哈佛大学Weissleder等人提出了分子影像学(molecular imaging)的概念——应用影像学方法,对活体状态下的生物过程进行细胞和分子水平的定性和定量研究。传统成像大多依赖于肉眼可见的身体、生理和代谢过程在疾病状态下的变化,而不是了解疾病的特异性分子事件。
快速磁共振成像技术问世
为了能够进行慢速扫描,医生们一直在和那些不停扭动的儿童作斗争。 如今,幸亏更快速的磁共振成像(MRI)技术的研制成功,他们可能再也不用焦虑如何让自己的病人保持长时间的静止了。 图中所展示的对一名6岁先天性心脏病患者的心脏血流情况进行的成像仅需要10分钟,而非传统MRI
活体成像——APIR-MALDI/LAESI技术
了解细胞的内部成分是理解健康细胞不同于病变细胞的关键,但是,直到目前为止,唯一的方法是观察单个细胞的内部,然后将其从动物或植物中移除,或者改变细胞的生存环境。但是这么做的话,会使细胞发生变化。科学家还不是很清楚一个细胞在病变时与健康细胞的差别,或者当它们从一个环境移到另一个环境中产生的变化。来自华盛
跨界促进突破,杜久林/蒿杰/穆宇等构建全脑光学脑机接口实现的虚拟现实系统
中国科学院脑科学与智能技术卓越中心杜久林研究组、穆宇研究组和自动化研究所蒿杰研究组合作在Nature Neuroscience 在线发表题为“Real-time analysis of large-scale neuronal imaging enables closed-loop invest
科学家解析猕猴大脑微米分辨率三维结构
7月26日,中国科学院深圳理工大学(筹)/中科院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所教授毕国强、刘北明,与副研究员徐放带领深圳理工大学/深圳先进院、中国科学技术大学和合肥综合性国家科学中心人工智能研究院团队,通过自主研发的高通量三维荧光成像VISoR技术和灵长类脑图谱绘制SMART流程,并与中
最轻的头戴式荧光显微镜问世
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/2/517083.shtm1月29日,中国科学技术大学、中国科学院深圳先进技术研究院脑疾病与脑认知研究所毕国强团队和深圳理工大学(筹)周鹏程团队合作在《国家科学评论》发表最新成果。研究团队面向多脑区同步记录的需
中国科学院脑功能联结图谱研究技术获重要进展
7月1日,国际学术期刊《美国科学院院刊》在线发表了中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所郭爱克研究组关于嗅觉感知过程中脑特定功能区域神经网络联结研究的重要成果,该研究成果揭示了脑特定功能区域内神经元微环路和产生气味选择性的信息转换机制。 人类大脑约有一千亿个神经细胞,形成具有1015联
Inscopix神经元成像系统在研究专偶动物大脑中神经生...2
成像期间,实验动物的伴侣偏好明显 在伴侣偏好测试中,实验鼠会特征性的偏好选择与单一伴侣进行互动。我们在田鼠情感连结形成的全过程中选取3个时间点进行20min伴侣偏好测试,并对其进行了钙成像记录。第一个时间点在田鼠尚未性成熟(day0),第二个在田鼠交配和同居短时间后(day6),第三个是田鼠交配和同
近红外电压纳米探针助力神经元电信号在体成像
群体神经元活动的在体检测是揭示神经系统功能机制的关键。研发高灵敏的并可用近红外光激发的电压敏感探针,已成为当前国际神经科学领域重点攻克的技术难关之一。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心/神经科学研究所杜久林研究团队与中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林、步文博研究团队合作研发了一种可用近红外光激
PNAS:新型荧光cAMP指示器有助于神经元活细胞成像
环磷酸腺苷(cAMP)是一种胞内信使分子,负责包括神经元在内的许多细胞的功能,促进轴突的生长,维持神经元间的通信。cAMP的分子途径已得到充分研究,已知它在调节突触功能中发挥重要作用;然而,能够精确监测其细胞内活动的指标还有待开发。现在,Naoto Saitoh带领的研究团队通过开发一种新型绿色荧光