Ist es möglich, die Position eines einzelnen Calciumions oder seiner Population im Kontext eines dreidimensionalen Raums mit einer relativ guten Zeitfrequenz, sagen wir 1 Hz, zu bestimmen, wobei die mögliche dichte Anwesenheit der anderen Arten von Ionen in der Nachbarschaft berücksichtigt wird?
Die Frage wird in starkem Bezug zum Nervensystem gestellt, aber auch rein theoretisch oder computersimulationsgetriebene Konzepte sind willkommen.
Es ist im Allgemeinen nicht möglich zu messen, wo sich ein einzelnes Calciumion im dreidimensionalen Raum befindet. Es ist jedoch möglich, die relative Calciumionenkonzentration über eine Population von Neuronen hinweg mit Zwei-Photonen-Mikroskopie zu messen.
Ich betone relativ, weil es Ihnen keine exakte Calciumkonzentration in mikromolarer Konzentration gibt. Es ist jedoch gut genug, um relative Spike-Zeiten einzelner Neuronen innerhalb der Population zu extrahieren.
Die Funktionsweise von "Calcium Imaging" besteht darin, dass der Experimentator ein Neuron oder eine Population von Neuronen mit einem fluoreszierenden Farbstoff belädt, der in Gegenwart von Kalzium "aufleuchtet". Es gibt viele solcher Chemikalien, die in diesem Artikel hier aufgeführt sind . Das, was ich persönlich oft in Artikeln sehe, ist FURA-2.
Die Frequenz hängt vom Experiment ab, typischerweise im Bereich von 60 Hz bis 490 Hz . Beachten Sie jedoch, je höher die Abtastrate ist, desto mehr Rauschen in den Messungen.
Beachten Sie, dass diese Methoden sehr invasiv sind und Gehirnschnitte in vitro oder das Öffnen des Schädels in vivo erfordern . Soweit mir bekannt ist, wurde keine Studie an lebenden Menschen durchgeführt. Typischerweise werden Ratten verwendet.