(2) 自發性突觸反應的分析
突觸反應的檢測
目前有三種方法判斷自發性突觸反應(Hwang,1999)。第一、峰值超過即定閾值,該方法受基線波動的影響較大,這可以通過基線加以彌補;第二、峰值相對于基線的變化量超過閾值,它受高頻噪聲的干擾較大,而且,很難設定一個合適的閾值,為克服這些不足,可以在處理時對原始數據進行濾波處理,除去高頻噪聲;第三、與即定的波形模板進行比較,然后,判斷是否突觸反應,該方法對符合模板的突觸反應具有很高的敏感性,但在設定模板前,必須知道所要研究的突觸反應的一系列參數的范圍,如果模板設計不合理,將大大降低探測的敏感性,而且這種方式尤其不適于有信號重疊或多個突觸成份數據的分析。
PCLAMP 9.0對自發突觸反應的分析基于波形模板,只要模板設計得當,探測概率也較高。另外,Copenhagen等用Igor
Pro開發了一個分析程序minifit.ipf。該程序對第二種方法做了一些改進,分三步探測突觸反應。第一步,粗篩可能的突觸反應,包括它們的起始時間和峰值時間;第二步,用突觸反應起始與峰值間的差值計算可能的突觸反應的波幅,去除波幅小于閾值的波形;第三步,對起始點之前數點和峰值時間后的多個點取平均值,以排除噪聲的影響,并計算兩者間的差值對突觸反應的峰值做更精確的估計,如果該波幅低于閾值,與會從數據庫中被刪除。除波幅閾值的判斷標準外,該程序還還引入了上升時間、下降時間和波形時程范圍等描述波形模板的參數來進一步判斷突觸反應。該程序還可用于測量突觸反應的生物物理學特征。它可計算10~90%上升時間,描述突觸反應的上升相的動力學。該程序調用了Levenberg-Marquardt非線性曲線擬合函數對突觸反應的下降相做單指數或雙指數擬合,通過雙指數擬合與單指數擬合的比較檢驗,計算其失活時間常數。該程序還提供了一個非常有用的功能,就是將所有記錄到的非連續的突觸反應以上升支的中點為基礎相疊加,做逐點平均,這樣,既可以降低噪聲,也可以計算其動力學特征參數。
總之,腦片膜片鉗記錄成功的前提是制備活性較好的腦片,記錄條件優化后,實驗的穩定性、可重復性和準確性均較高,在神經科學領域應用較為廣泛。許多神經毒物可影響中樞神經系統的突觸傳遞功能,腦片膜片鉗技術將為實時、準確、高效地研究這些毒物作用的機制提供可靠的技術支持。