矣文玲 巨富荣 王立平 蔚鹏飞

1(中国科学院深圳先进技术研究院 深圳 518055)

2(中国科学院大学 北京 100049)

1 引 言

脊髓是中枢神经系统的重要组成结构之一。脊髓作为连接大脑与周围神经系统的桥梁，传送脑与外周之间的神经信息以协调生命体正常活动，在躯体感觉和运动过程中发挥重要作用[1-2]。近年来，微型化显微成像技术的发展，将光学显微成像技术与钙离子成像技术相结合，实现了在无束缚环境中对自由活动的动物大脑进行高空间分辨率(μm)和高时间分辨率(ms)的神经活动图像采集，且能容忍微米级的组织运动[3-4]。微型化活体成像方法的应用使脑成像领域的相关研究取得了突破性进展，但中枢神经系统的另一关键结构——脊髓的活体成像研究仍难以实现。这是因为小鼠自身呼吸、心跳以及运动引起的脊髓组织无规则运动范围较大，导致脊髓成像时对脊髓组织固定困难。加之双光子显微镜成像速度和光学薄片有限，导致小鼠在体脊髓成像时出现焦面漂移、图像扭曲或丢失[1,5]等问题。目前，已报道的关于脊髓光学成像的研究对象多为麻醉动物，鲜有清醒的自由活动状态的动物[2,6]。所以脊髓这一重要的神经结构在真实环境下如何编码大脑下行指令和外周输入信号尚不清楚[7-8]。

建立一套在自由活动状态下的动物活体脊髓成像方法，是进一步探索脊髓在神经系统中重要功能的关键途径之一。目前，自由活动状态下的动物活体脊髓成像仍止步于单光子显微成像[6]。……