钙成像技术的发展运用

在三体中,刘慈欣创造了四位有血有肉的面壁者形象,其中的比尔.希恩斯在面对未来与三体人的斗争采用的现阶段战略方法就是利用技术加快大脑进化,提升人类智能。可见人类的大脑在现有认知里是具有巨大潜能的。而在目前人类的科学水平里,神经系统是神秘的,我们无法采用有效的方法对这一纵横阡陌的人体网络系统进行观测。而早在2015年,发布在《Science》上的一项技术-钙成像技术,打开了解决这一问题的天窗。

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1、钙成像技术的基本原理

在有机的生物体中,钙离子会产生非常多的胞内信号,这些信号存在于生物体中的各类型细胞体中。利用这一原理,钙离子的指示剂可以检测生物体内的组织中钙离子浓度。通过这一手段,逐渐开始运用到检测人体神经系统中神经元的活动情况。

2、钙成像技术在神经科学研究中的应用

就已知的科学研究中可知,在哺乳类生物的神经系统中,钙离子是一类重要的神经元胞内信号分子。一般这种活体记录神经元的活动,更准确且更能反应生理状况的数据,同时由于双光子荧光显微镜和 GCaMP 6 基因编码钙离子指示剂的发展,对单根树突以及某些spine进行成像记录实验,成功打开了在对树突、树突棘使用钙成像实验进行记录的大门。

正如《三体》中表现的,人类只有在对人体智力进行更高层次的开发,才能采用这个手段进行更高水平科技的发展。科学教们利用对一种新型蛋白CaMPARI的研发,让大脑本身成为成像的胶片,从而对具体景象进行观察。在这种新型蛋白的研究下,对此技术的研究又往前迈了一大步。在过去的很多年,我们对于神经系统的问题都束手无策,但目前深脑钙成像技术在我国已经有大量的投入。另一方面,对此技术的教学也如火如荼的在展开,所以钙成像技术哪家好点这也是人们普遍关心的问题,在这样的大环境下,我们容易进行有效的筛选。