基于微型化双光子荧光显微镜的自由活动小鼠脊髓成像方法

脊髓作为连接大脑与周围神经系统的桥梁,在躯体感觉和运动过程中发挥着编码大脑下行指令和外周输入信号的重要作用。通过光学成像方法,实时解析动物行为和脊髓神经活动之间的关系仍是神经科学研究的一大挑战。该文借助微型化双光子荧光显微镜,开发出一套适于自由活动小鼠的脊髓神经细胞活体成像方法,并通过对脊髓前动脉血管的成像,评估了该方法在无束缚环境中自由活动的动物自发行为和剧烈运动过程中的图像质量和成像稳定性。从物理层面解决了以往研究所面临的由于脊髓无规则运动导致的图像偏差和丢失等关键问题,实现了基于微型化双光子荧光显微镜的活体脊髓稳定成像。此外,利用该方法,还实现了小鼠脊髓背角浅层神经元活动中单个神经元钙信号的实时成像。这将为探究脊髓在躯体感觉和运动过程中神经元活动模式提供技术支持,对推动脊髓功能神经网络的研究具有重要意义。     

利用电厂热量进行供暖的两种方式的比较

在电厂,大量的低温余热被浪费,通过热泵将电厂冷却循环水回收利用,可以提高热利用效率.首先,热泵被设计从系统最大程度地吸收可利用热量;其次,优化系统使其在设计工况下运行.最后,增加供暖面积使电厂利益最大化.对煤炭和水资源的保护有一定的借鉴作用.     

基于视觉恐惧反应的行为分析

对于生物个体的生存和繁衍来说，采取合适的防御行为及时应对不同危险刺激的能力至关重 要。模拟捕食者从上方快速逼近(Looming)可诱发小鼠产生冻结(Freezing)或逃跑(Flight)的本能防御 反应。在传统的动物行为学研究中，通常采取耗时耗力的手动调节方式来给予危险刺激，限制了动物 行为学研究效率的进一步提高。该研究运用光遗传技术及动物行为学对小鼠防御机制进行测试。具体 地，利用新研发的反馈式小鼠行为分析系统，对小鼠面对同一类型但不同强度的危险刺激(如灰度值大 小、光刺激频率高低)时的防御反应进行研究。结果显示，在较低灰度值的视觉刺激或低频率的光刺激 条件下，小鼠倾向于原地冻结；在较高灰度值的视觉刺激或高频率的光刺激条件下，小鼠趋向于逃跑 至安全区域。该反馈式小鼠行为分析系统的研发实现了在线实时分析小鼠行为和对小鼠的随机刺激， 提高了实验效率和准确性。     

用于光遗传技术的体外细胞光刺激系统

光遗传技术具有在毫秒水平上精细调控某种特定细胞亚群活性的优势,对神经回路和某些神经系统疾病的发病机制和干预治疗等基础研究提供了一个崭新的生物工程学工具。文章基于光遗传技术的特点,研发了一套针对光感基因改造过体外培养细胞与离体脑片LED光刺激系统,实现远程无线控制LED整列的刺激时间、频率、占空比等参数,并同步检测培养细胞的理化特性。