نحن هنا وصف الإجراءات التجريبية المشاركة في التصوير ثنائي الفوتون من الماوس القشرة خلال السلوك في بيئة الواقع الافتراضي.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
نحن هنا وصف الإجراءات التجريبية المشاركة في التصوير ثنائي الفوتون من الماوس القشرة خلال السلوك في بيئة الواقع الافتراضي.
في السنوات الأخيرة، أصبح التصوير ثنائي الفوتون أداة لا تقدر بثمن في علم الأعصاب، كما أنه يسمح لقياس مزمن في نشاط الخلايا التي تم تحديدها وراثيا خلال السلوك 1-6. نحن هنا وصف الطرق لأداء اثنين من الفوتون التصوير في الماوس القشرة بينما يتنقل الحيوان بيئة الواقع الافتراضي. ونحن نركز على جوانب الإجراءات التجريبية التي هي مفتاح التصوير في حيوان يتصرف في بيئة افتراضية المضاءة. المشاكل الرئيسية التي تنشأ في هذا الإعداد التجريبية أننا هنا عنوان هي: التقليل من الحركة المتعلقة التحف الدماغ، والتقليل من تسرب الضوء من نظام الإسقاط الواقع الافتراضي، والتقليل من الليزر التي يسببها تلف الأنسجة. كما نقوم بتوفير البرمجيات عينة للسيطرة على البيئة والواقع الافتراضي للقيام تتبع التلميذ. مع هذه الإجراءات والموارد يجب أن يكون من الممكن تحويل التقليدية المجهر ثنائي الفوتون لاستخدامها في التصرف الفئران.
برز التصوير ثنائي الفوتون من مؤشرات الكالسيوم (المشفرة وراثيا مثل GCaMP5 7 أو R-8 جيكو، أو الأصباغ الاصطناعية مثل OGB أو Fluo4) كوسيلة من وسائل قوية لقياس نشاط الخلايا العصبية في الفئران يتصرف 1-6. فإنه يمكن قياس وقت واحد لنشاط مئات الخلايا في عمل واحد بالقرب من القرار المحتملة، وتصل إلى ما يقرب من 800 ميكرومتر تحت سطح الدماغ 9،10. وعلاوة على ذلك، وذلك باستخدام مؤشرات الكالسيوم المشفرة وراثيا (GECIS) نشاط الخلايا العصبية ويمكن قياس مزمنة 5،11،12، وأنواع الخلايا المحددة وراثيا 13. معا، وهذه الأساليب توفير درجة من الدقة الزمنية والمكانية التي تفتح العديد من الإمكانيات الجديدة في دراسة حساب الخلايا العصبية في الجسم الحي.
التدخل الجراحي ضروري لفضح وتسمية مخ الفأر للتصوير. عادة و transfected الخلايا باستخدام المؤتلف الغدة المرتبطة فير هو مزروع لنا (AAV) نظام للتسليم جيتشي ونافذة في الجمجمة خلال موقع الحقن للوصول البصرية إلى الدماغ. ثم يتم إرفاق شريط الرأس في الجمجمة لتثبيت الرأس تحت المجهر ثنائي الفوتون. تصميم وتنفيذ هذه الخطوات أمر بالغ الأهمية لأن معظم المشاكل مع التصوير مستيقظا تنشأ من عدم الاستقرار في التحضير. مثالي الإجراء الموضح هنا يجب أن تسمح للتصوير المزمن تصل إلى عدة أشهر بعد الجراحة.
لتمكين السلوك الموجهة بصريا أثناء التصوير ثنائي الفوتون، رئيس الماوس ثابتة يجلس على حلقة مفرغة الهواء يؤيد كروية، والتي يمكن استخدامها للتنقل بيئة الواقع الافتراضي. ويقترن تحرك الماوس في حلقة مفرغة للحركة في البيئة الظاهرية التي يتم عرضها على شاشة حلقية المحيطة 14،15 الماوس. المتغيرات السلوكية مثل الحركة والتحفيز البصري، وموقف التلميذ يمكن تسجيل 6.
ر "> ونحن تصف الإجراءات اللازمة في التصوير المزمنة ثنائي الفوتون في الفئران استكشاف بيئة الواقع الافتراضي النقاط الرئيسية التي تناولها هي: الحد من حركة القطع الأثرية، والحد من تسرب الضوء، تعظيم عدد الخلايا سجلت في وقت واحد، والتقليل من الضرر الصورة، ونحن أيضا تقديم تفاصيل حول إعداد حلقة مفرغة المدعومة من الهواء، وتتبع التلميذ، والبيئة الواقع الافتراضي. الإجراءات الموضحة هنا يمكن أن تستخدم لتصوير السكان الخلية fluorescently المسمى في الرأس الفئران ثابتة في مجموعة متنوعة واسعة من النماذج يحتمل السلوكية .الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية ونفذت وفقا للمبادئ التوجيهية للإدارة البيطرية في كانتون بازل شتات.
1. الأجهزة والبرمجيات الإعداد
2. حقن الكالسيوم المؤشر الوراثية ونافذة زرع
يتم إجراء حقن مؤشر الكالسيوم 20 وغرس النافذة في الجمجمة 21 كما هو موضح سابقا مع الإضافات التالية:
3. الإجراءات التجريبية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
جودة الصورة في اثنين من الفوتون التصوير الكالسيوم من السكان الخلية المسمى مع جيتشي يعتمد إلى حد كبير على نوعية الجمجمة نافذة الزرع. يجب فحص أسبوعين بعد حقن الفيروس النافذة في الجمجمة من أجل الوضوح. ينبغي أن يكون هناك أي النسيج الحبيبي أو إعادة نمو العظام مرئية (الشكل 1A). وعلاوة على ذلك، ينبغي أن نمط الأوعية الدموية السطحية دون تغيير وحدود الأوعية الدموية يجب أن يتم تعريف بشكل حاد. في نفس الوقت، ويمكن أيضا أن يتم التحقق جيتشي التعبير. يجب بولي من الخلايا المسمى تك...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المفتاح لنجاح السلوكية التصوير ثنائي الفوتون هو استقرار إعداد بطريقتين:
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.
وأيد هذا العمل من قبل معهد فريدريش ميشر للبحوث الطبية الحيوية، وجمعية ماكس بلانك، وبرنامج العلوم حدود الإنسان.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| زلات الغطاء (القطر = 3-5 مم) | غرسة نافذة | Menzel | |
| InSight DeepSee ليزر | Spectra-Physics | مجهر | |
| 12 كيلو هرتز ماسح ضوئي رنين | كامبريدج تكنولوجيا | G1-003-30026 | مجهر |
| Galvometer | Cambridge Technology | G6215H | مجهر |
| محول رقمي | Instruments | NI 5772 | مجهر |
| FPGA | National Instruments | PXIe 7965R | بطاقة اقتناء المجهر |
| الوطنية للأدوات | الوطنية PCIe 6363 | مرشح انبعاث المجهر | |
| 525/50 | Semrock | FF03-525 / 50-25 | مجهر |
| بيزو كهربائي z-drive | Physikinstrumente | P-726.1CD | مجهر |
| ل Piezo-electric محرك | Physikinstrumente | E665 LVPZT | المجهر |
| الهدف 16X ، 0.8NA | نيكون | CFI75 | مجهر |
| مضخم التيار | فيمتو | DHPCA-100 | مجهر |
| أنبوب المضاعف | Hamamatsu | المجهر | |
| كاميرا USB بدون مرشح الأشعة تحت الحمراء | التصويرمصدر | DMK22BUC03 | تتبع |
| التلميذالهدف تصوير 50 ملم | المصدر | M5018-MP | تتبع التلميذ |
| حلقات محول الماكرو | مصدر التصويرمصدر | LAexSet | تتبع التلميذ |
| ماوس الكمبيوتر البصري | تتبع الحركة لوجيتك | G500 | |
| كرة الستايروفوم 20 سم | على سبيل المثال idee-shop.de | 08797.00.15 | |
| افتراضية جهاز عرض LED | سامسونج | SP-F10M | افتراضي بطاقة |
| اكتساب | National Instruments | NI 6009 | البيئة الافتراضية |
| Panda3D محرك | لعبة www.panda3d.org< / a> | بيئة | |
| افتراضية مكتبة Numpy ل Python | www.scipy.org< / a > | بيئة افتراضية | |
| Scipy مكتبة Python | www.scipy.org< / a > | بيئة افتراضية | |
| NI-DAQmx سائق | الأدوات الوطنية | www.ni.com< / a > | بيئة |
| افتراضية هلام الموجات فوق الصوتية | Dahlhausen | 5701.0342.10 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن