在体实时神经元活动记录技术方案

在体光纤成像记录是了解生物体组织结构，阐明生物体各种生理功能的一种重要研究手段。它利用光学或电子显微镜直接获得生物细胞和组织的微观结构图像，通过对所得图像的分析来了解生物细胞的各种生理过程。近年来，随着光学成像技术的发展，尤其是数字化成像技术和计算机图像分析技术的引进，生物成像技术已经成为细胞生物学研究中不可或缺的方法。未来生物成像技术的发展除了进一步提高图像的分辨率外，还需要增强成像的实时性和连续性，以期实现对单个生物功能分子的体内连续追踪，详细地记录其生理过程，从而完全揭示其生物学功能。另外，生物成像技术在临床医学诊断中的应用也越来越受到重视，发展无损伤的体内成像技术是其在疾病诊断中较多应用的重要前提。在体光纤成像记录的传感应用也非常具有前途。在体实时神经元活动记录技术方案

在体光纤成像记录和传统的体外成像或细胞培养相比有着明显优点。首先，在体光纤成像记录能够反映细胞或基因表达的空间和时间分布，从而了解活的物体动物体内的相关生物学过程、特异性基因功能和相互作用。由于可以对同一个研究个体进行长时间反复查看成像，既可以进步数据的可比性，避免个体差异对试验结果的可影响，又不需要杀死模式动物，节省了大笔科研用度。第三，尤其在药物开发方面，在体光纤成像记录更是具有划时代的意义。根据统计结果，由于进进临床研究的药物中大部分由于安全题目而终止，导致了在临床研究中大量的资金浪费。在体实时神经元活动记录技术方案在体光纤成像记录都需要光学技术配合生物样本的特性发展。

在体光纤成像记录对于成像结果的处理，需要依赖专业的图像分析软件，分割出目的信号和背景噪声，获得准确的荧光强度值。光学成像方法可分为基于荧光的方法和基于生物发光的方法。光学相对于设备小且较便宜。活的物体显微成像的缺点是它的有创性，因为需要通过手术创造一个窗口来观察感兴趣的结构和组织。宏观层析荧光成像可以无创、定量和三维方式测定荧光，但其空间分辨率比活的物体显微镜低(约1毫米)。光学成像的根本缺点是光的组织穿透率低。由于吸收和散射，荧光发射的可见光谱中的光只能穿透几百微米的组织。这个问题限制了大多数光学方法在小动物或人类表面结构研究中的应用。使用近红外光谱能够提高信号的组织穿透能力，并能降低了组织的自体荧光。

在体光纤成像记录系统在成像速度和分辨率方面还存很多不足。在成像系统的传输矩阵测试阶段，必须采用SLM 实现相位调制，而SLM 器件的响应速度比较低，帧率只能达到几百赫兹，一些特殊的器件可以达到20 kHz，但对于像素为100pixel×100pixel的成像区域进行逐点成像，成像速率只能达到2 frame/s，在实际应用中有很大的局限性。SLM 器件的光效率较低，体积较大，不利于系统集成和结构微型化。单光纤成像系统需要预先测定光纤的传输特性(即光纤传输矩阵)，而传输矩阵会受光纤形态(如弯曲、压力和温度)的影响。如果光纤在使用过程中受到外界的扰动，那么传输矩阵会发生变化，对成像产生较大影响。在体光纤成像记录通过一次成像就可获取整个图像。

在体生物发光成像不需要外部光源激发, 自发荧光少，而在体光纤成像记录，需要特定波长的外部激发光源激发, 自发荧光较多, 故前者比后者灵敏度更高, 在体生物发光断层成像原型系统, 主要由 CCD相机、 固定小动物的支架、 控制装置 （使支架水平运动、 垂直运动或旋转） 、完全密闭的不透光的成像暗箱等组成。将小动物麻醉后固定在支架上, 并置于成像暗箱中, 由控制装置带动支架沿水平方向运动、 垂直方向运动或旋转, 利用相机从多个不同角度和位置对活的物体小动物的生物发光现象进行投影成像 然后将采集到的数据信息传输到计算机中, 并采用特定的图像重建算法定位动物体内的发光光源, 得到活的物体动物体内发光光源的精确位置信息。在体光纤成像记录用神经元群体的荧光强度。在体实时神经元活动记录技术方案

在体光纤成像记录能够对药物筛选及疗效进行评价。在体实时神经元活动记录技术方案

在体光纤成像记录应用：1、在体光纤成像记录通过光学记录特定细胞类型在自然状态下的神经活动；2、实时观测动物在进行复杂行为时的神经投射活动；3、阐明特殊的神经环路在动物行为中的作用；4、通过直接观测和投射相关的神经环路的动态活动模式，整机一体化，轻巧便携，集成信号采集与数字同步模块；通道数：默认采样通道数7路，可根据实验需求订制扩展；通过荧光信号强度变化可以很好的表征神经元的活性，并实时监测记录荧光信号强度的方法即光纤记录。在体实时神经元活动记录技术方案

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