在酸和碱中思考:脑中的pH值

思考酸和碱
CMOS图像传感器揭示了具有单细胞级别分辨率的神经活性依赖性pH变化。信用:ikuko takeda

虽然许多技术能够跟踪大脑中pH的变化,但先前尚未实现精确测量。然而,现在,日本的研究人员制定了一种用于检查脑pH的新方法,这可能导致对脑信号传导中pH的作用的新信息。

在本月发布的一项研究中自然通信,Okazaki国家生理科学研究所和丰富岛富裕技术学院的研究人员揭示了他们的新设计,以衡量与先前的技术相比,pH随着空间和时间精度而增加的。

最近发现pH在神经递质中发挥作用表明pH变化可能对正常脑功能和病理脑状况具有重要影响。然而,现有的测量脑pH值的方法具有低空间和, 如成像,或者是有限的,因为它们仅能够在单点测量pH,即微电极。结果,pH在神经递质中的详细涉及未审查。为了解决这一问题,Okazaki国家生理科学研究所和丰霍氏卓大学的研究人员开发了一种特殊的传感器,用于在神经电路水平处检查pH活动。

“新的质子图像传感器装置基于我们之前的传感器,但是专门针对小鼠体内脑分析进行了优化,”研究的牵头作者之一,Hiroshi Horiuchi说。“这使我们能够检查脑pH的变化,根据质子浓度,在视觉体验任务中接触刺激期间,”添加了Masakazu Ageteruma,“这项研究的另一个牵头作者”。

新设备被设计为小于先前的探头,因此它会对探头周围的大脑区域造成最小的伤害。当研究人员测试了该设备时,他们发现修改似乎没有损害功能。

“数据表明,我们的生物传感器可以测量跨越范围的微米和毫秒的pH的变化,”Kazuaki Sawada,Co Co-Makada,Co Co-Convendad作者。“结果,可以使用探针与鼠标中的不同空间模式相关联具有特定的视觉刺激模式。“

质子图像传感器能够揭示由八种不同刺激图案中的每一个引起的主要视觉皮层中的不同pH变化模式。

“我们发现千分尺规分辨率的pH的改变表明,PH变化可能涉及微调脑活动,”高级作者君尼·纳比克·努比克拉说。“鉴于患者,这可能是临床重要的重要性已发现精神分裂症和双相情感障碍具有异常的脑pH水平。“

探针成功地用于观察pH的生物学动态表明它可能在广泛的生物研究中具有潜在的应用。特别地,质子图像传感器可用于检查细胞pH功能障碍和各种病理学之间的关系。


进一步探索

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更多信息:Hiroshi Horiuchi等,基于CMOS的生物图像传感器在生活大脑中空间地解决了神经活动依赖性的质子动力学,自然通信(2020)。DOI:10.1038 / s41467-020-14571-y
信息信息: 自然通信

由国家自然科学研究院提供
引文:在酸和基地思考:脑子(2020年,3月6日)从HTTPS://www.pyrotek-europe.com/news/2020-03-acids-bases-phain.html检索
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