[发明专利]深部脑区与全脑皮层尺度荧光同步成像方法及其系统

说明书

本发明涉及深部脑区与全脑皮层尺度荧光同步成像方法及其系统。该深部脑区与全脑皮层尺度荧光同步成像方法包括如下步骤：在实验对象的脑深部核团植入光传导件，实验对象的深部脑区和全脑皮层标记有荧光标记物；给实验对象的脑部安装上全脑皮层尺度荧光成像设备，以激发荧光标记物并收集荧光标记物发出的发射光，获得实验对象的深部脑区和全脑皮层介观网络功能成像。该荧光成像方法中，联合光纤成像技术，实现动物自由运动时点(深部脑区荧光)到面(全脑皮层尺度荧光成像)的脑介观网络功能同步成像，便于更好地研究脑深部脑区与全脑皮层之间的功能关联。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种深部脑区与全脑皮层尺度荧光同步成像方法及其系统。

背景技术

脑结构成像联合脑透明技术已实现大小鼠中全脑结构成像到达单细胞水平。但脑功能的研究技术仍然停留在局部脑区层次，通常传统的成像方法不超过2mm²，极大的限制了科研工作者从神经大网络水平理解脑功能或行为改变。现阶段脑介观网络功能研究手段极度匮乏。

传统功能成像手段往往时空分辨率低下。而申请人以往申请的全皮尺度网络功能实时成像技术能较高时空分辨率的检测皮层介观网络的功能变化，检测面积超过1*1cm²但成像深度有限，局限在皮层下100微米以内，无法实现深部脑区与全脑皮层尺度荧光信号的同步、高时空分辨率成像。

发明内容

基于此，有必要提供一种深部脑区与全脑皮层尺度同步、高时空分辨率的深部脑区与全脑皮层尺度荧光同步成像方法及其系统。

一种深部脑区与全脑皮层尺度荧光同步成像方法，包括如下步骤：

在实验对象的脑深部核团植入光传导件，所述实验对象的深部脑区和全脑皮层标记有荧光标记物；

给所述实验对象的脑部安装上全脑皮层尺度荧光成像设备，以激发所述荧光标记物并收集所述荧光标记物发出的发射光，同步获得所述实验对象的深部脑区和全脑皮层荧光信号。

上述深部脑区与全脑皮层尺度荧光同步成像方法中，通过给实验对象脑部安装全脑皮层尺度荧光成像设备，以激发全脑皮层的荧光标记物并收集荧光标记物发出的发射光，获得实验对象的全脑皮层介观网络功能成像，并且通过在实验对象的脑深部核团植入光传导件，能够通过光传导件将激发光传导至深部脑区以激发深部脑区的荧光标记物，并通过光传导件将深部脑区的荧光标记物发出的发射光传导出，同步获得深部脑区荧光信号和全脑皮层荧光信号。本研究的深部脑区与全脑皮层尺度荧光同步成像方法中，联合光纤成像技术，实现动物自由运动时点(深部脑区荧光)到面(全脑皮层尺度荧光成像)的脑介观网络功能同步成像，便于更好地研究脑深部脑区与全脑皮层之间的功能关联。

在其中一个实施例中，采用立体定位技术在所述实验对象的脑深部核团植入所述光传导件。

在其中一个实施例中，所述在实验对象的脑深部核团植入光传导件的步骤包括：

将所述实验对象麻醉后，剪开头皮；

采用立体定位仪在所述实验对象的脑深部核团定位深度为a毫米，并打孔；

在形成的孔中埋置长度为a+0.5毫米的所述光传导件并固定所述光传导件。

在其中一个实施例中，所述采用立体定位仪在所述实验对象的脑深部核团定位深度为a毫米，并打孔的步骤中，在所述实验对象的脑深部核团对应的颅骨表面开孔，以形成的孔的直径为0.5毫米-0.6毫米。

在其中一个实施例中，所述光传导件为直径为0.2毫米-0.5毫米的柱状光传导件或者直径为1毫米-1.5毫米且厚度为0.5毫米-0.75毫米的半球镜及直径为0.2毫米-0.5毫米柱状光纤结合的光传导结构。

在其中一个实施例中，所述光传导件为光纤或者光传导柱。