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基于单分子定位的超分辨显微中荧光激发密度的优化
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神经细胞轴突末梢和树突末梢的区别
泽田27丶TA会
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轴突末梢一般为突触前膜,也可以是突触后膜,而树突末梢只能是突触后膜
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「生物」细胞体、树突、轴突之间的转换关系?
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细胞体、直接连着树突【就是细细的跟树枝一样的东西】.连着老粗老长的一根是轴突【后面附图】兴奋在细胞体上的传导是双向的,由轴突传向下一个神经元的胞体.兴奋可以到达树突但是不能通过树突传导兴奋到达轴突末梢的时候经突触前膜释放神经递质,经过突触间隙到达突触后膜,突触后膜上的受体“领养”相应的神经递质.完成一次神经冲动的传递PS:额外知识：神经元传递完一个兴奋会有一个“相对不应期”和一个“绝对不应期”&&&相对不应期就是这个神经冲动到达一定程度才能产生兴奋&&&而绝对不应期就是这冲动到达何种强度都无法产生兴奋&&&不过不用担心,这种情况都在千分之一秒之内完成.
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你可能喜欢神经科学杂谈4：狩猎飘渺的意识 -- 脑科学的研究方法
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|个人分类:|系统分类:|关键词:意识 脑科学
星球大战里有一种职业--赏金猎人（Bounty Hunter），我觉得搞科研也是一样，就是一个赏金猎人，狩猎意识，还有人给你钱，多好。你能抓住mind的尾巴，就肯定有大量的资源，来达成梦想。打猎是讲技巧的，那我们看看狩猎意识，都有些什么工具。
一、灵魂的座椅（the Seat of the Soul）大脑被称为灵魂的座椅，笛卡尔甚至精确到一个脑区松果体上。(脑的复杂性)人脑大约比拳头大点，复杂性却堪比整个宇宙！脑主要由神经元、胶质细胞和血管组成，大约有1000亿个神经元，每个神经元都和几千个神经元连接，构成高度复杂的连接网络，而且胶质细胞的个数是神经元个数的10倍，伸出很多终足搭在神经元的突起和血管上，给脑的活动提供结构和能量的支持。血管密布在整个脑里，不断输送养料。
二、宏观的脑区水平
Brodman把人脑分成51个区，一般来说，能够区分出脑区，并建立脑区间关系的研究称为宏观的研究。核磁共振成像（MRI）能够无损地扫描人脑，分辨出白质和灰质，区分脑区，已经用在医院的诊断里了。MRI发展出了很多类型，比如功能磁共振成像，通过观测脑血流的变化，推测出脑区的活动，用在一些心理学等研究里，发现了大量的脑活动知识。还有近年来兴起的扩散张量成像DTI，通过水分子在突起里运动的方向性，推测纤维束的走向，从而可以构建闹区间的连接关系。根据这个技术，美国人在开展一个连接组的项目，测定几千个人的连接，构建一个模型脑。还可以构建患老年痴呆症等疾病的脑连接模式图，研究疾病对脑连接的影响。
MRI侧重结构，还可以在头上贴电极，测脑活动的时候，那些地方的电场强度不同。这种测量结果，通过统计分析，可以找到模式，与心理学的一些实验结果对应。这种方法被称为EEG。早期的很多脑功能是通过病人的脑缺陷发现的。比如某人不能讲话，可以写字，等他死了，把脑解剖，看看什么地方坏了，就推测这个区域的功能。这种方法发现了很多脑区的功能，但脑区定位的精细程度是有限的，发现过程也很漫长。
还有一些其他的发展中的方法，比如近红外脑功能成像、散斑成像等。
三、介观水平--神经元
传统染色。神经元胞体直径大约5-50微米（不准确），不同的类型差别很大。树突直径大约2-3微米，轴突细一些，大约1微米。神经元的形态是高尔基（Golgi）在19世纪末发现的，他发明了Golgi染色法，可以染大约1%左右的神经元。奇特的是，每染一个神经元，形态还是比较完整的。这种染色发明一百多年了，机理还没搞清楚，染色有没有特异性也不知道。高尔基染色被卡哈（Cajal）改进，并且系统地研究了脑神经元的形态和结构，提出了很多理论和猜想，后来都被验证是对的！现在还有人在论证卡哈的某些理论。Golgi染色第一次让人们看到了神经元的完整形态，被认为是现代神经科学的起源。除了Golgi染色，传统的还有Nissl，CO，髓鞘染色等，其中Nissl染色可以染脑里的所有细胞，通常用来研究脑的细胞构筑结构。这个方法是Nissl在本科的时候发明的！
Golgi染色的两个浦肯野细胞
现代的荧光标记技术。有些分子基团在吸收了激发光的能量后，发生能级跃迁之类的东东，能够释放出较低频率的特定波长的光出来。把这种基团绑定到你感兴趣的东东上，就可以看你像看的东东长啥样？在哪？怎么动的？荧光标记可以说给生物科学的研究带来了革命，给两三个诺贝尔奖都不过分。结合基因技术，可以说想标哪就标哪。再结合光学显微镜的技术，想怎么看就怎么看。比如用随机的颜色标记神经元，可以看到五彩缤纷的脑神经元分布！不光是三维的，还带彩色和时间动态，已经开始说5维了！
光学显微镜。几百年前的显微镜就可以看到细胞了，现代人玩的，主要是看荧光。共聚焦显微镜可以看特定波长的光，看特定的深度，每个深度扫一下，就可以看三维的了。多几个通道就彩色了，扫快点，多成几次像就动态电影了。当然，我说的太简单了，实际实现还是有很多技巧的，不然教授们怎么混（不喜勿拍）。相对于超声、MRI、CT等，光学成像方法的一个瓶颈就是深度不够。后来有人用两束低能量的光激发，可以激发到更深的组织了，就是很贵的双光子显微镜。这也还只是能到1mm左右，就已经皆大欢喜了。最近又发展了光声成像，用光造成组织热膨胀，产生超声信号，可以穿透很深的组织，这样的话，貌似可以到cm水平了。前几周，science还发了一篇综述。
电极记录。可以直接在人脑里面插电极的！经过病人和家属同意，脑手术的时候，打开颅骨，直接插入电极，记录神经元的电活动。这个时候，病人是清醒的，可以与科学家交谈！人身上眼睛是没有冷热觉的，脑是没有痛觉的，所以插入电极，是感觉不到疼痛的，谈话可以很轻松。做动物实验，比如猩猩、猴子、老鼠之类的，可以把颅骨解开，插入电极的阵列，然后再固定好，就可以实时地监控神经元的电活动了！这种方法被称为脑机接口，我们国家的清华大学和浙江大学这方面比较强。通过脑机接口，甚至可以教会动物控制一些机器！
研究脑血管等，还可以用CT等成像技术。现在的同步辐射CT的分辨率已经可以到2-3微米了（不准确，需核实）。
四、微观水平--突触和分子
电子显微镜。突触是神经元轴突和树突连接的节点，神经元的电信号从轴突传出，到达突触，释放递质，转变成化学信号，再传到下一个神经元的突起或者胞体上。突触有强弱以及兴奋和抑制之分，可以记录很多信息，记忆就有一部分记录在突触里。所以，突触是两个神经元连接的关键点、中转站。电子显微镜可以分辨几十纳米的东东，搞定突触简直是易如反掌。普通的电子显微镜分为透射和扫描两种，基本上都是二维的。近年来，结合超薄切片的技术，已经可以三维成像了。
超分辨光学成像。一般地，光学显微成像受衍射现象的限制，成像分辨率不能小于波长。近几年发展的超分辨成像，突破了衍射极限，分辨率可以小于波长。最近很火的庄小威就是玩超分辨的。当然，超分辨还有一些成像的特殊要求及限制，比如用时间换空间，速度慢。但这些限制正在被逐步突破，技术发展速度是指数型的。
分子的话，涉及生物化学。对于蛋白质相互作用，基因调控等东东，我就真的是蛋白质了，这里就不介绍了。
最近有报道，已经有nanoMRI，可以检测分子的结构和活动！
从这些方法来看，十八般兵器，各有特点。没有一种方法可以包打天下的。理想的成像，要视场大，成像分辨率高，深度深，速度快，被称为上帝之眼显微镜（Microscope of God's Eye）,现在还没有。
写了这么多，都是很笼统的。这个领域太大了，我肯定是难以把握的（写完了才深深地体会到这点 :）。描述有不准确的地方，请指出来。
参考资料：（领域太大，列出的肯定不全）
【1】Schoonover, C. E. Portraits of the Mind: Visualizing the Brain from Antiquity to the 21st Century. Abrams, 2010.
& & &这本书给了很多成像的图片，文献资料都在里面了。
【2】吕志坚, 陆敬泽, 吴雅琼, and 陈良怡. “几种超分辨率荧光显微技术的原理和近期进展.” 生物化学与生物物理进展 12 (2009).
【3】Bear, M. F, B. W Connors, and M. A Paradiso. Neuroscience: Exploring the Brain. Lippincott Williams & Wilkins, 2007.
能看完我的博文不容易，附送综述一篇。
最近需要集中精力做点事情，计划停笔一段时间，无限期。。。。
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