人类小腿肌肉对运动训练生理响应的电学特性研究

目的 运动训练已被证明能够改善许多慢性肌肉功能疾病,被用于治疗衰老型肌萎缩。本文采用电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)研究人类小腿肌肉对运动训练生理响应的电学特性,旨在使用EIT方法可视化运动训练对人类小腿响应肌肉隔室内肌肉纤维体积增加的效果。方法 实验对象被要求在连续5个实验日进行左、右腿单侧提踵训练,应用EIT检测每日运动训练前和运动训练后小腿肌肉的电导率分布。为了定量分析运动训练对响应肌肉隔室的作用,使用配对样本t检验分析EIT重建图像的空间平均电导率<σ>。结果 运动训练后,由小腿腓肠肌组成的M₁肌肉隔室空间平均电导率<σ>_M1显著增加。此外,连续5个实验日的EIT测量结果显示,运动训练前的空间平均电导率<σ^pre>_M1呈上升趋势。所有实验对象在实验日1早晨进行实验前的腿部瘦体重与<σ>_M1呈线性关系,即<σ>_M1随腿部瘦体重增加而增加;运...     

成像技术在阿尔茨海默病诊断中的应用

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是最常见的神经退行性疾病,目前临床尚缺乏有效的治疗方法。由于AD的病理变化发生在临床症状之前几十年,早期诊断和干预有助于缓解疾病进展。目前,研究正在从基于症状的临床诊断转向基于病理标志物的生物学诊断。本文综述了AD最常用的早期诊断成像技术,介绍其成像原理、局限性和最新研究进展,并展望了AD早期诊断未来可能的发展方向。预测多模态成像和诊疗一体化可能是未来AD研究和临床实践的最佳方案。     

小动物活体光学三维成像系统及其对乳腺癌的定量分析

乳腺癌具有高转移率。使用小动物活体成像技术对乳腺癌的生长及转移情况实时监测定量分析可以帮助了解疾病机制及进行药物研究。二维成像对光学信号的定位与定量是相对的。随着计算机技术的进步,可以实现对采集的图像进行三维重建,精准量化光学信号,获得空间分布的三维信息。IVIS Spectrum小动物活体光学三维成像系统同时具有高灵敏的生物发光、荧光、切伦科夫辐射二维成像及三维扫描重建功能,是小动物活体光学成像的顶级系统。本文对人乳腺癌细胞（MDA-MB-231）进行慢病毒感染,在体外稳定表达荧光素酶后,选取重度联合免疫缺陷（SCID）小鼠进行原位乳腺癌模型的建立,通过IVIS Spectrum小动物活体光学三维成像系统对小鼠进行生物发光二维成像,无创观测肿瘤的生长及转移情况。本文的创新点是利用生物发光成像断层扫描技术对小鼠模型进行定量三维成像,使用系统自带的算法直接进行三维重建,同时结合鲸鱼优化算法（WOA）优化后的三维卷积的深度编码器-解码器的网络模型进行重建。通过CT图像验证两者的重建效果,得到肿瘤的深度信息,实现对乳腺癌的精准定量分析。     

Cd2+、Cu2+胁迫对黑藻(Hydrilla verticillata)的生长及光合荧光特性的影响

以黑藻(Hydrilla verticillata)为供试材料,采用Cd2+和Cu2+等两种重金属分别在5个浓度梯度水平下的河砂水培方法,研究Cd2+或Cu2+不同浓度胁迫对黑藻株高、生物量、成活率和叶绿素含量的影响,以及对黑藻叶片最小荧光(Fo)、最大荧光(Fm),PSⅡ最大量子产率(QYmax,)、稳态下的PSⅡ反应中心关闭程度(1-Qp_Lss)、稳态下的非光化学淬灭(NPQ_Lss)等光合荧光参数及其荧光成像的影响,探讨各个参数分别随镉、铜浓度递增的变化规律。研究结果表明,Cd2+胁迫下黑藻的株高显著下降,说明Cd2+可能对黑藻叶片的维管束结构产生伤害作用;Cd2+和Cu2+胁迫对黑藻鲜重均无显著影响,说明与水生植物自由水含量存在一定关系;Cd2+和Cu2+胁迫均使黑藻干重显著下降,其中Cu2+胁迫对黑藻干重的影响更显著,说明Cu2+胁迫对黑藻累积生物量的影响远大于Cd2+;Cd2+和Cu2+胁迫下叶绿素各值均呈下降趋势,而Cu2+胁迫对叶绿素的影响更大,说明Cu2+对黑藻叶绿体的毒害比Cd2+更大。随着Cd2+或Cu2+胁迫浓度梯度的增加,黑藻的叶绿素荧光参数(Fo、Fm、QYmax)呈显著下降趋势,(1-Qp_Lss)呈上升趋势,而NPQ_Lss先上升后下降。黑藻在不同重金属胁迫下的生理指标、荧光参数及成像特征等方面所表现出的变化差异性,反映出同等浓度下黑藻受重金属胁迫的影响程度为:Cd2+胁迫Cu2+胁迫;黑藻可以在Cu2+浓度低于1 mg/L的环境下具有正常的光合活性,可推测将黑藻用于低浓度Cu污染水域的修复;在Cu2+浓度达3 mg/L以上环境下黑藻即无法长时间生存,可推测黑藻可以作为Cd污染水环境的指示种。     

基于功能磁共振成像的肠易激综合征患者脑网络动态特性研究

脑-肠互动紊乱是肠易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)发病的重要原因,但其脑功能动态特性仍不清楚.本研究针对以往基于功能磁共振成像的脑网络动态分析的缺点,提出一种基于逐时间点斜率分析的动态特性度量方法,以此来检测IBS患者脑功能动态异常变化情况.结果表明,与健康被试相比,IBS患者脑活...     

胡须信息在大鼠双侧初级体感皮层间的传递路径

大鼠的初级体感皮层(primary somatosensory cortex,SⅠ)虽然只接受来自对侧胡须的上行输入,但仍可以被同侧胡须刺激所激活.解剖学研究发现,在两侧SⅠ皮层之间有两条传递胡须信息胼胝体通路:一条是类颗粒区(perigranular zone,PGZ)通路;另一条是异颗粒区(dysgranular zone,DZ)通路.然而,哪一条通路在传递胡须刺激信息的过程中起主要作用还不清楚.本研究使用电压敏感染料(voltage-sensitive dye,VSD)成像技术来观察胡须刺激时整个SⅠ的神经元群体活动的空间分布和时间特性.实验发现,对侧胡须刺激首先激活barrel(颗粒区,granular zone,GZ),然后以兴奋波的形式传播到胡须感觉区(sub-barrel field cortex,BFC)外侧的DZ.而与首先激活BFC的对侧胡须刺激不同,同侧胡须刺激首先激活SⅠ的DZ.所激发的皮层兴奋以波的形式传播并扩散至BFC.失活另一侧皮层可以抑制这种同侧反应.电刺激另一侧半球皮层与刺激同侧胡须类似,也首先激活成像侧DZ.我们的实验结果显示,胡须刺激激活对侧SⅠ,在经过胼胝体传导后,另一侧半球的DZ(同侧于被刺激的胡须)被激活.连接双侧皮层DZ区的胼胝体连接在SⅠ对同侧胡须刺激的反应中起了主导作用.     

应用间接排序识别盐沼植被的光谱特征:以崇明东滩为例

遥感技术已成为大尺度植被分类的重要手段,而地面植物群落特征与其光谱特征之间的关系是解译遥感影像的关键。该研究选择上海崇明东滩自然保护区的盐沼植物群落为对象,应用ASD地物光谱仪测定其植物群落的光谱反射率,并采用10个小型机载成像光谱仪(CASI)默认植被波段组,应用主分量分析法和相关分析分析了不同群落光谱特征与生态环境因子之间的关系。分析结果表明,间接排序法PCA能够识别盐沼植被中光滩、海三棱 草(Scirpus mariqueter)群落、芦苇(Phragmites australis)群落和互花米草(Spartina alterniflora)等群落的光谱特征,绝大多数盐沼湿地植物群落组成与光谱特征之间有显著的相关,识别效果最好的波段组是736~744 nm、746~753 nm、775~784 nm、815~824 nm和860~870 nm;对光谱反射率影响最大的生态环境因子分别是植物群落的高度和盖度,高程和其它环境因子的影响次之。研究成果可为遥感监测崇明东滩自然保护区内入侵种互花米草的空间分布和扩散规律提供技术支撑,为高光谱遥感影像的影像判读和解译分类以及盐沼湿地植被制图提供科学依据。     

量子点免疫荧光技术在病理诊断中的初步应用

目的利用量子点(quantum dots,QDs)免疫荧光技术检测石蜡包埋组织中不同蛋白的定位与免疫酶法进行比较,以及两种蛋白的共表达,并探讨其初步应用价值。方法利用QDs免疫荧光和免疫酶组织化学方法分别检测正常阑尾组织LCA、乳腺肌上皮组织Calponin、肺癌组织p53蛋白的表达,并利用QDs免疫荧光双标法同时检测了宫颈上皮内瘤变组织内CK和PCNA蛋白、乳腺癌组织内Her-2和CK蛋白的共表达。结果QDs免疫荧光和免疫酶组织化学技术分别检测LCA、Calponin和p53蛋白的定位完全一致。QDs免疫荧光双标法结合多光谱成像可同时观察到宫颈上皮内瘤变组织内CK和PCNA蛋白、乳腺癌组织内Her-2和CK蛋白的共表达。结论QDs免疫荧光组织化学法具有与免疫酶法等同的应用价值。QDs免疫荧光双标法可同时检测不同蛋白的共定位。     

量子点的荧光特性在生物标记成像中的应用及展望

与传统的荧光染料相比,量子点作为一种新型的无机荧光纳米材料,具有激发光谱宽而连续、发射光谱窄而对称、光稳定性好、荧光寿命长、量子产率高和生物毒性小等优点,被广泛地应用于生命科学的许多领域,其在细胞标记(固定细胞和离体活细胞)和活体示踪成像领域具有独特的应用优势.它突破了传统的有机荧光染料在荧光性能及生物毒性等方面的不可克服的缺陷.它的应用,极大地推动了生命体系高灵敏、原位、实时、动态示踪成像研究的发展.该文综述了量子点的荧光性质及其在细胞标记(固定细胞和离体活细胞)和活体实时动态示踪成像中的应用,并对其在荧光原位杂交,流式细胞术,实时荧光定量pcr等方面的应用前景进行了展望.     

痛觉的脑功能成像研究进展

本文综述了近年来关于痛觉功能性脑成像的研究进展,痛觉的感觉辨别成分似与外侧丘脑、初级和次级躯体感觉区及岛叶皮层有关,而伤害性信息的认知－注意过程则与顶叶后部和前额中皮层有关。扣带回的不同部分调节着痛觉认知和情感的不同方面。文章最后对临床各种疼痛特别是神经源性痛病人的成像研究进行了分析。