尽管许多技术能够追踪大脑中 pH 值的变化，但以前无法进行精确测量。然而现在，日本的研究人员已经开发出一种检查大脑 pH 值的新方法，这可能会带来有关 pH 值在大脑信号传导中的作用的新信息。

在本月发表在Nature Communications上的一项研究中，冈崎国立生理科学研究所和丰桥市丰桥工业大学的研究人员揭示了他们的新设计，用于测量大脑pH 值的探针与以前的技术相比具有更高的空间和时间精度。

最近发现 pH 在神经传递中起作用表明 pH 变化可能对正常大脑功能和病理性大脑状况产生重要影响。然而，现有的测量大脑 pH 值的方法要么具有较低的空间和时间分辨率，例如磁共振成像，要么只能在单点(即微电极)上测量 pH 值。因此，pH 在神经传递中的详细参与仍未得到检验。为了解决这个问题，冈崎国立生理科学研究所和丰桥市丰桥工业大学的研究人员开发了一种特殊的传感器，用于检测神经回路水平的 pH 值活动。

“新的质子图像传感器设备基于我们以前的传感器，但专门针对小鼠体内大脑分析进行了优化，”该研究的主要作者之一 Hiroshi Horiuchi 说。“这使我们能够检查在视觉体​​验任务中暴露于刺激期间根据质子浓度测量的大脑 pH 值的变化，”该研究的另一位主要作者 Masakazu Agetsuma 补充道。

新设备的设计比以前的探头更小，因此对探头周围的大脑区域造成的损害最小。当研究人员测试该设备时，他们发现这些修改似乎并未损害功能。

“数据表明，我们的生物传感器可以测量大范围内以微米和毫秒为单位发生的 pH 值变化，”共同通讯作者 Kazuaki Sawada 解释道。“因此，可以使用探针将小鼠初级视觉皮层中 pH 值变化的不同空间模式与特定的视觉刺激模式相关联。”

质子图像传感器能够发现由八种不同刺激模式中的每一种引起的初级视觉皮层中不同的 pH 变化模式。