动物以及人的神经系统,是生命科学当中的重要研究方向,但神经系统当中的信号传递是无法直接观察的,就需要通过技术手段来实现方便地观测,动物钙成像已经是比较成熟的应用,它可以帮助科研人员用直观地方式看到神经元的活动,从而更深入地发现神经系统的内在规律。
钙这种元素不光是构成骨骼与牙齿的重要成分,同时还在神经活动当中用于信号的传递。在神经元当中就含有大量的钙离子,当神经元当中的电位发生变化时,就会打开钙离子通道,从而让大量的钙离子发生流动,使得与之相连的神经元感受到信号,如此形成信号的传递。而像其他的神经活动,比如记忆和思考,也依赖于这种原理。
通过对神经元当中钙离子的含量与流动进行观察,就可以对神经活动进行观测,但钙离子不能直接被看到,这就需要采用间接的方式。动物钙成像是通过荧光指示剂与钙离子结合,从而激发出可见光或紫外光,而且光线的强度以及波长的变化都可以量化钙离子的活动,通过仪器对荧光进行测量,就能够得到相关的数据,也为之后的研究与分析提供足够的资料。
如今动物钙成像技术已经有集成化的仪器,可以直接供科研人员使用,从而简化了操作步骤,降低了使用难度,同时在精度方面也在不断进步。通过它可以对活体的神经突触活动进行观测和记录,还可以用于对大脑切片进行研究,另外通过现在的细胞培养技术,已经可以在体外培养神经元细胞,利用钙成像技术进行更方便的观察,也取得了不少有用的成果。
动物钙成像经过长时间的发展,现在已经是神经科学研究当中很重要的技术手段,众多科研机构与实验室通过这种技术,也取得了大量的数据,并通过期刊分享了相关的学术成果。在未来,这项技术还将会发挥更多的作用,也让前沿的生命科学研究继续进步。