Das Gehirn besitzt innere Mechanismen, mit denen die Regulierung von seinem großen Substrat (d.h., Glukose), sowohl für ihren Beitrag und dessen Nutzung, je nach Variationen in lokalen zerebralen Aktivität. Obwohl Glukose die wichtigsten Energie-Substrat für das Gehirn ist, haben in den letzten Jahren durchgeführten Experimente gezeigt, dass Laktat, die von den Astrozyten produziert wird, könnte eine effiziente Energie-Substrat für die Neuronen. Dies wirft die Hypothese eines Laktat-Shuttle zwischen Astrozyten und Neuronen1. Bekannt als ANLS, für Astrozyten-Neuron Laktat Shuttle2, die Theorie ist immer noch sehr umstritten, aber hat dazu geführt, den Vorschlag, dass Glukose, anstatt gehen direkt in Neuronen, gestattet die Astrocyten, wo es in verstoffwechselt wird Laktat, ein Stoffwechselprodukt, das ist , dann übertragen auf die Neuronen, die es als effiziente Energie-Substrat verwenden. Wenn solch ein Shuttle in Vivovorhanden ist, müsste es mehrere wichtige Konsequenzen für das Verständnis der grundlegenden Techniken in funktionelle zerebrale Bildgebung (Positronen-Emissions-Tomographie [PET]) und für die Entschlüsselung der Stoffwechselveränderungen beobachtet im Gehirn Pathologien.
Stoffwechsel im Gehirn zu studieren, und besonders, metabolische Interaktionen zwischen Neuronen und Astrozyten, vier Haupttechniken zur Verfügung (nicht einschließlich Mikro-/ Nanosensoren): Autoradiographie, PET, zwei-Photon fluoreszierende konfokalen Mikroskopie und Frau. Autoradiographie war eines der ersten Verfahren vorgeschlagen und liefert Bilder der regionalen Anhäufung von radioaktiven 14C-2-Deoxyglucose in Hirnschnitten, während PET Erträge in Vivo Bilder der regionalen Aufnahme von radioaktiven 18 F-Deoxyglucose. Beide haben den Nachteil der Verwendung von irradiative Molekülen beim produzieren niedrige räumliche Auflösung. Zwei-Photonen-Mikroskopie bietet zellulären Auflösung von fluoreszierenden Sonden, aber Lichtstreuung durch Gewebe begrenzt die bildgebende Tiefe. Diese drei Techniken haben früher, während Whisker Stimulation3,4,5,6Neuroenergetics bei Nagetieren zu studieren. In vivo MRS hat den doppelten Vorteil, nicht-invasive und nicht radioaktiven und jede Gehirnstruktur erkundet werden. Darüber hinaus kann MRS durchgeführt werden, während der neuronalen Aktivierung, eine Technik namens funktionale MRS (fMRS), die vor kurzem in Nagetieren7entwickelt wurde. Daher wird vorgeschlagen, ein Protokoll zum Stoffwechsel im Gehirn während der zerebralen Aktivität von 1H-Frau in Vivo und nicht-invasiv zu überwachen. Das Verfahren kann wird bei Erwachsenen gesunden Ratten mit Gehirn-Aktivierung erhalten durch einen Luftstoß Whisker Stimulation durchgeführt direkt in einen 7 T Magnetresonanz (MR) Imager beschrieben jedoch bei genetisch veränderten Tieren, sowie in einem pathologischen Zustand angepasst .