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蛋白如何促進(jìn)樹突棘的可塑性以及學(xué)習(xí)和記憶的生物學(xué)基礎(chǔ)

當(dāng)任何動(dòng)物學(xué)習(xí)并形成記憶時(shí)，腦細(xì)胞的物理結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，尤其是一種接受其他神經(jīng)元傳導(dǎo)信號(hào)的叫做樹突棘的小突起會(huì)根據(jù)刺激生長(zhǎng)并改變形狀。來自馬克斯普朗克佛羅里達(dá)神經(jīng)科學(xué)研究所（MPFI）的科學(xué)家已經(jīng)觀察到了這一過程（長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)性可塑性），但是過程繁瑣需要很長(zhǎng)時(shí)間、很費(fèi)勁。而zui近MPFI開發(fā)出的一項(xiàng)新技術(shù)可以更地自動(dòng)觀察并檢測(cè)這一生長(zhǎng)過程。任何希望觀察這種可塑性的科學(xué)家都可以使用ELISA試劑盒進(jìn)口大鼠這種開源方法進(jìn)行分析。

在MPFI Ryohei Yasuda實(shí)驗(yàn)室的研究人員想要研究清楚蛋白如何促進(jìn)樹突棘的可塑性以及學(xué)習(xí)和記憶的生物學(xué)基礎(chǔ)。他們使用了雙光子成像技術(shù)（一種先進(jìn)的活細(xì)胞成像技術(shù)）、谷氨酸釋放（一種可使用光誘導(dǎo)樹突棘的可塑性的方法）。這個(gè)過程中科學(xué)家必須小心翼翼，他們需要在顯微鏡下長(zhǎng)時(shí)間觀察某個(gè)樹突棘。MPFI的博士后Michael Smirnov開發(fā)了一個(gè)軟件允許計(jì)算機(jī)同時(shí)自動(dòng)追蹤、顯像并刺激5條樹突棘。“ELISA試劑盒進(jìn)口大鼠使用這個(gè)程序我們能夠收集數(shù)據(jù)并確定哪些蛋白使樹突棘運(yùn)動(dòng)更快，因?yàn)槲覀兡軌蜻M(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)。”Smirnov說道。除了提率之外，這個(gè)軟件同時(shí)刺激并記錄多根樹突棘的能力顯著降低了實(shí)驗(yàn)成本。

和之前的開源聚焦軟件相比，這個(gè)軟件補(bǔ)充了高性能的焦點(diǎn)和漂移校正系統(tǒng)，因此具有一系列生物學(xué)應(yīng)用。“這篇文章解釋了如何進(jìn)一步改進(jìn)使過程自動(dòng)化。”Smirnov說道，“它分享開源代碼，因此其他研究人員可以很容易學(xué)會(huì)并使用這個(gè)軟件。”這個(gè)軟件是一個(gè)基于MATLAB的掃描成像軟件，它包含一個(gè)電調(diào)控的鏡頭和一個(gè)漂移校正算法。這允許軟件發(fā)現(xiàn)并校正樣品的移動(dòng)，ELISA試劑盒進(jìn)口大鼠確保顯微鏡在實(shí)驗(yàn)過程中始終聚焦于感興趣的那些樹突棘。