盡管許多技術能夠追蹤大腦中 pH 值的變化，但以前無法進行精確測量。然而現在，日本的研究人員已經開發出一種檢查大腦 pH 值的新方法，這可能會帶來有關 pH 值在大腦信號傳導中的作用的新信息。

在本月發表在Nature Communications上的一項研究中，岡崎國立生理科學研究所和豐橋市豐橋工業大學的研究人員揭示了他們的新設計，用于測量大腦pH 值的探針與以前的技術相比具有更高的空間和時間精度。

最近發現 pH 在神經傳遞中起作用表明 pH 變化可能對正常大腦功能和病理性大腦狀況產生重要影響。然而，現有的測量大腦 pH 值的方法要么具有較低的空間和時間分辨率，例如磁共振成像，要么只能在單點(即微電極)上測量 pH 值。因此，pH 在神經傳遞中的詳細參與仍未得到檢驗。為了解決這個問題，岡崎國立生理科學研究所和豐橋市豐橋工業大學的研究人員開發了一種特殊的傳感器，用于檢測神經回路水平的 pH 值活動。

“新的質子圖像傳感器設備基于我們以前的傳感器，但專門針對小鼠體內大腦分析進行了優化，”該研究的主要作者之一 Hiroshi Horiuchi 說。“這使我們能夠檢查在視覺體??驗任務中暴露于刺激期間根據質子濃度測量的大腦 pH 值的變化，”該研究的另一位主要作者 Masakazu Agetsuma 補充道。

新設備的設計比以前的探頭更小，因此對探頭周圍的大腦區域造成的損害最小。當研究人員測試該設備時，他們發現這些修改似乎并未損害功能。

“數據表明，我們的生物傳感器可以測量大范圍內以微米和毫秒為單位發生的 pH 值變化，”共同通訊作者 Kazuaki Sawada 解釋道。“因此，可以使用探針將小鼠初級視覺皮層中 pH 值變化的不同空間模式與特定的視覺刺激模式相關聯。”

質子圖像傳感器能夠發現由八種不同刺激模式中的每一種引起的初級視覺皮層中不同的 pH 變化模式。