31、脊髓光学成像技术在疼痛研究中的应用与进展

脊髓光学成像技术在疼痛研究中的应用与进展

1. 引言

在疼痛研究领域，对脊髓尤其是脊髓背角的深入理解至关重要。脊髓背角是感觉信息传递的关键部位，特别是在疼痛感知方面。传统的研究方法，如单细胞电生理学和解剖学研究，存在一定的局限性。近年来，体内光学成像技术的出现为研究脊髓中细胞群体对感觉刺激的反应提供了新的途径。

1.1 传统研究方法的局限性

• 单细胞电生理学 ：这种方法劳动强度大、通量低，难以全面描绘不同细胞类型和网络之间的复杂相互作用。即使是最先进的离体切片制备方法，也只能提供网络的一小部分信息，且记录对之间的连接率仅约 10%，还涉及非生理环境。此外，培养成年脊髓神经元存在困难，使用器官型切片培养也有诸多潜在问题。
• 解剖学研究 ：脊髓缺乏像小脑那样优雅的解剖结构，细胞亚型众多，这限制了解剖学研究的效力。

1.2 体内光学成像技术的优势

体内光学成像技术为研究多个神经元的功能反应提供了一种同时且具有相当分辨率的方法，它克服了传统方法的一些主要局限性，尽管也带来了自身的局限性。接下来将详细介绍体内脊髓光学成像的原理、优缺点以及实施该方法的实际选择。

2. 体内脊髓光学成像的原理

体内脊髓成像利用光来可视化脊髓，可以研究脊髓的结构（如血管、神经元、线粒体）或其功能（如血流、钙瞬变、膜电位）。这可以通过向脊髓引入荧光分子（如 GFP 或 Oregon Green BAPTA - 1）来实现，也可以利用内源性信号（如固有光学信号或高次谐波产生）。

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