SWIR成像助力多巴胺释放及传播过程研究

科学家研究发现，人类大脑会分泌多种令人感到幸福美好的“快乐激素”，其中一种叫作“多巴胺”的物质就是奇妙的神经信使，是人类大脑中和快乐有关的令人身心愉悦的化学物质。瑞典科学家阿尔维德·卡尔森教授凭借其在帕金森疾病中多巴胺的治疗作用研究，一举获得2000年诺贝尔生理学或医学奖。

多巴胺作为神经递质能够调控神经系统的多种生理功能。多巴胺调节障碍涉及帕金森病，精神分裂症，Tourette综合症，注意力缺陷多动综合症和垂体肿瘤的发生等。所以多年来人们一直没有停止过对它的研究。

美国霍华德·休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute）珍妮亚研究园区（Janelia Research Campus）的研究人员就正在调查有机体对世界的感知和反应所需的庞大而复杂的网络。为此，研究人员需要研究神经元，神经元是神经系统的构建部分。神经元在高度专用的汇合点连接，形成复杂的网络。单个细胞通过释放化学信号（或神经递质），如多巴胺，在这些“突触”上进行交流。尽管突触在大脑中起着核心作用，但准确测量神经递质释放的位点及它们扩散的范围仍然是一个挑战。目前，对于科学家可用的大多数工具只允许对神经递质释放进行体积测量。

图1 DopaFilm成像协议示意图

（A）DopaFilm示意图 （B）用蓝色突出显示的大鼠中脑区域制备多巴胺神经元初代培养物的工作流程。神经元生长在培养皿里，培养皿底部是一个工程化的、化学敏感的、荧光的表面（DopaFilm）

图2 DopaFilm能够询问树突释放的分子相关物

图2给出了树突过程的活动及其对应的TH-GFP、MAP2和Bassoon标记图像。NIR ΔF/F图像对比度设置为0-30% ΔF/F。

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参考：

Ref [1] “Visualizing Synaptic Dopamine Efflux with a 2D Composite Nanofilm”

https://elifesciences.org/articles/78773#fig5s7

Janelia Research Campus, Howard Hughes Medical Institute, United States; Center for Advanced Imaging, The University of Queensland, Australia