Можно ли определить положение отдельного иона кальция или его популяции в контексте трехмерного пространства с относительно хорошей временной частотой, скажем, 1 Гц, принимая во внимание возможное плотное присутствие других типов ионов по соседству?
Вопрос задается в тесной связи с нервной системой, но любые концепции, основанные на чистой теории или компьютерном моделировании, также приветствуются.
Как правило, невозможно измерить, где находится отдельный ион кальция в трехмерном пространстве. Однако можно измерить относительную концентрацию ионов кальция в популяции нейронов с помощью двухфотонной микроскопии.
Я подчеркиваю относительную, потому что это не дает вам точной концентрации кальция с точки зрения микромолярной концентрации. Однако этого достаточно, чтобы извлечь относительное время импульса отдельных нейронов в популяции.
Способ работы «кальциевого изображения» заключается в том, что экспериментатор загружает нейрон или популяцию нейронов флуоресцентным красителем, который «загорается» в присутствии кальция. Есть много таких химических веществ, которые перечислены в этой статье здесь . Тот, который я лично часто вижу в статьях, это FURA-2.
Что касается частоты, она зависит от эксперимента, обычно она находится в диапазоне от 60 Гц до 490 Гц . Помните, однако, что чем выше частота дискретизации, тем больше шума в измерениях.
Обратите внимание, что эти методы очень инвазивны и требуют срезов мозга in vitro или вскрытия черепа in vivo . Насколько мне известно, никаких исследований на живых людях не проводилось. Обычно используются крысы.