双光子显微镜全新诠释脑部听觉皮层

使用新的双光子显微镜方法，US研究者在活老鼠脑部声音处理区域成像。
老鼠听觉皮层图谱的绘制可以有助于发展治疗听力丧失病人的新方法。
在过去，研究者通过将电极插入动物脑部听觉皮层，研究声音处理过程，在观察电极反应以及绘制图谱时，放音乐刺激神经。
传统研究显示神经元以条带整齐排列，然而，约翰霍金斯医学院的神经科学家大卫悦教授的前沿研究，证实神经元以更为复杂的方式排列。
"在过去，皮层的功能性图谱已被证实非常有用，但这些图谱的数据往往取自多个神经活动的平均值。宽场成像能弥补，看到大片的皮层区域。但是这些方法信号弱、空间分辨率低。"
与此同时，近期双光子钙成像在听觉皮层的神经元布局方面突破传统认识。悦教授认为：双光子显微镜下，放大缩小后有可能迷失方向，不能确定处在脑部的哪个位置。
考虑到这一点，悦教授及其同事开发了一种多尺度方法。这里，双光子钙离子显微镜为未经麻醉老鼠的大脑区域成像，观察单个神经元的活性。同时对老鼠的颅做宽场成像，用于绘制皮层图谱。
研究者首次在钙离子存在下，使用表达GCaMP3荧光分子的转基因鼠做实验。声音刺激时，神经元内荧光强度增多，因此细胞内荧光强度的增加是对声音的响应。
于是，他们绘出三维皮层图谱，在图谱里，每个像素都有自己的频率，色调代表首选频率，而颜色饱和度代表了响应强度，白色呈现出微弱响应。