Inscopix新應(yīng)用！使用nVue系統(tǒng)成像神經(jīng)血管耦合動態(tài)

1 在探究神經(jīng)性疾病時，為什么除了神經(jīng)信息以外，科學(xué)家們還希望獲得血管血流分布的相關(guān)變化？

大腦各個方面的活動，包括神經(jīng)元和非神經(jīng)元活動都會以氧和葡萄糖的形式消耗高能量，但大腦的能量儲存能力比較低。氧和葡萄糖的需求會隨著大腦活動的變化而不斷變化。這些不斷變化的氧和葡萄糖的需求，是如何控制血流分布的？疾病狀態(tài)下又是如何影響這種分布的呢？Inscopix團(tuán)隊開發(fā)了新應(yīng)用來幫助科學(xué)家們解決這些問題。

2 應(yīng)用背景

神經(jīng)元活動和血管反應(yīng)之間的相互作用對于維持大腦穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。神經(jīng)血管耦合是神經(jīng)元活動后腦血流 (CBF) 局部變化的過程，可確保及時為大腦的活動區(qū)域提供充足的氧氣、葡萄糖和底物。中風(fēng)、腫瘤、高血壓、血管認(rèn)知障礙和癡呆 (VCID)以及阿爾茨海默病等病理狀況會破壞影響大腦功能的復(fù)雜過程。然而，這種破壞是如何發(fā)生的，其復(fù)雜性仍然難以捉摸。

為了深入了解神經(jīng)元活動和血管之間的協(xié)同相互作用，有必要精確測量神經(jīng)元活動和腦血管血流之間的空間和時間關(guān)系。現(xiàn)有技術(shù)雖然結(jié)合提供了關(guān)于神經(jīng)血管生理學(xué)的關(guān)鍵見解， 但是在對于血管系統(tǒng)如何滿足不斷變化的氧氣和葡萄糖的需求的理解上，現(xiàn)有技術(shù)無法解釋這樣的問題。Inscopix的雙色nVue系統(tǒng)的神經(jīng)血管耦合技術(shù)能很好的幫助解釋這個問題。

Inscopix的雙色nVue 系統(tǒng)提供給研究人員同時定量測量動物在自由行為期間神經(jīng)元活動和腦血流的變化——從而能夠更深入地了解在自由行為過程中，健康和患病大腦的神經(jīng)血管耦合變化。此項研究的展開將會為神經(jīng)血管耦合和功能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)從動物模型轉(zhuǎn)化到人類研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 神經(jīng)元活動與血管血流動力學(xué)顯著相關(guān)



4 實驗流程




5 安非他命引起的血管血流和神經(jīng)元活動的變化


背側(cè)紋狀體的神經(jīng)元和血流同時成像



使用Inscopix Blood Flow分析軟件進(jìn)行成像

A 小鼠背側(cè)紋狀體中的中型樹突棘神經(jīng)元成像


B 羅丹明葡聚糖標(biāo)記的血管成像


C

D

圖 ：A. 頂部：使用 Inscopix CNMFe 識別 MSN 的細(xì)胞圖，并疊加到參照狀態(tài)和安非他命條件時的空間帶通濾波最大投影圖像上。底部：突出顯示的神經(jīng)元的信號波形。
B. 頂部：標(biāo)記ROI的血管圖并使用 Blood Flow版本 進(jìn)行分析，并疊加在參照狀態(tài)和安非他命條件時的空間帶通濾波最大投影圖像上。底部：在參照狀態(tài)和苯丙胺條件下血管直徑變化的各個時間過程。
C. 數(shù)據(jù)突出顯示，與對照組相比，安非他命的血管直徑發(fā)生了顯著變化（n = 12 根來自 n=2 苯丙胺小鼠的血管；n= 6 根來自 n=1 對照小鼠的血管）雙向方差分析，P 值 <0.0001。數(shù)據(jù)是平均值±SEM。
D.  顯示安非他命導(dǎo)致血管直徑相對于基線顯著增加（配對 t 檢驗，P 值 = 0.0013，n= 12 只來自 n=2 動物的血管）。

6 結(jié)論

了解神經(jīng)血管耦合的復(fù)雜過程對于解碼大腦在健康和疾病狀態(tài)下的運(yùn)作方式至關(guān)重要。Inscopix nVue 系統(tǒng)適用于同時對自由活動動物的神經(jīng)元和血流變化進(jìn)行精準(zhǔn)成像。這為基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)和轉(zhuǎn)化神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域在清醒動物模型中利用皮層和大腦深部區(qū)域的血管動力學(xué)研究功能環(huán)路數(shù)據(jù)開辟了新途徑。

---

歡迎對此技術(shù)和應(yīng)用感興趣的老師咨詢

Inscopix中國區(qū)獨家代理滔博生物

咨詢熱線4009659906/15262408659

郵箱sales@top-bright.com