許多技術能跟蹤大腦pH值改變,但你很難清楚大腦的精確pH值是多少。現在,日本科學家開發了一種新方法,開拓了這方面的先河。
岡崎國立生li科學研究所(National Institute for physical Sciences)和豐橋大學
本月發表在《Nature Communications》的一項研究,展示了一種測量大腦pH值的探針,與先前的技術相比,其時空精度有所提高。
zui近一些研究發現pH值也會影響神經傳遞,也就是說,pH變化可能對正常腦功能和病理性腦狀況有重要影響。然而,現有的測量腦pH值的方法要么空間和時間分辨率低(如磁共振成像),要么只能測量單個點(微電極)。有關pH值在神經傳遞中的具體作用還未被揭示。
為了解決這個問題,日本的研究人員開發了一款特殊的神經電路傳感器。
“我們設計的質子圖像傳感器為測量活小鼠大腦活動應運而生,”這項研究的主要作者之一Hiroshi Horiuchi說。“在視覺體驗任務中,小鼠大腦pH值變化,質子濃度也隨之變化,”該研究的另一位主要作者Masakazu Agetsuma補充說。
新探針比以前的探針更小,這樣它對周圍大腦的損傷小。結果顯示,該設備不會損害小鼠大腦功能。
“數據表明,該生物傳感器的測量范圍很寬,可以測量微秒到毫秒尺度的pH變化,”文章作者Kazuaki Sawada解釋說。“利用探針測試小鼠在特定視覺刺激模式下的初級視覺皮層pH值變化,可以將pH值與空間感知模式聯xi起來。”
“我們發現了一種新的大腦調節活動,”Junichi Nabekura說。“考慮到精神分裂癥和雙相情感障礙等心理障礙患者的大腦pH值異常,這項研究可能具有重要的臨床意義。”