ثورة ثنائي الفوتون المجهري مراقبة نشاط الدماغ في العيش والتصرف الحيوانات. منذ إطلاقها في عام 1990 وسرعان ما اكتسب شعبية ويتم تنفيذه الآن واحدة من الطرق الأكثر إثارة للاهتمام ومبتكرة من أجل النظر في جوانب عديدة من نشاط الدماغ في الجسم الحي 1،2. وتشمل هذه التطبيقات قياس تدفق الدم، وتنشيط الخلايا العصبية (على سبيل المثال، وذلك باستخدام مؤشرات مستوى الكالسيوم أو الجينات في وقت مبكر فورية التعبير) ومورفولوجيا الخلايا العصبية. عدد متزايد من المختبرات استخدام المجهر ثنائي الفوتون، وتنفيذ تقنية في جميع أنحاء العالم العلمي كمعيار جديد للتصوير في الجسم الحي الدماغ.
ينطوي على نهج موحد زرع نافذة في الجمجمة (حفرة مستديرة في الجمجمة مغطاة غطاء زجاجي) على برميل أو القشرة البصرية في الدماغ الماوس 3. المقبل، اعتمادا على بروتوكول التجريبية، ومذكرة التفاهمحد ذاته يخضع لسلسلة من التصور والدورات التدريبية السلوكية، مما يسمح لرصد التغيرات في نشاط الدماغ ومورفولوجيا الخلايا العصبية على مر الزمن 4،5. في كلتا الحالتين يؤثر على حج القحف فقط العظم الجداري، دون عبور الغرز. ويعتقد إلى حد كبير أن العيب الرئيسي لهذه التقنية هو التطبيق المحدود لاللحاء يمكن الوصول إليها بسهولة مثل برميل أو القشرة البصرية. زرع نافذة في الجمجمة على مناطق أخرى يطرح الكثير من الصعوبات، بسبب النزيف و / أو إعاقة المكاني.
في هذه الورقة نقترح زرع نافذة في الجمجمة فوق قشرة خلف الطحال (RSC)، ومنطقة أخرى ممكنة من الفائدة لمدة الفوتون في الجسم الحي المجهري 6. RSC هو عنصر هام من الدائرة الدماغ المسؤولة عن تكوين الذاكرة المكانية. تشريحيا، RSC هو جزء من شبكة الخلايا العصبية التي تربط القشرية، الحصين، والمناطق مهادي 7. أنهشارك بقوة في مجموعة من السلوكيات، مثل التعلم المكاني والانقراض وكذلك الملاحة الفضائية 6.
من أجل تصور التغيرات المورفولوجية من الخلايا العصبية التي نستخدمها خط الماوس المعدلة وراثيا التعبير عن بروتين الفلورية الخضراء (GFP) تحت المروج thy1. في هذه الفئران، ويتم التعبير عن GFP في ما يقرب من 10٪ من الخلايا العصبية في الدماغ مما يسمح لتصور واضح للمحاور القشرية والتشعبات باستخدام اثنين من الفوتون المجهري 8. آخر الابتكارات التي نقترحها هي حقن المؤتلف الغدة المرتبطة المصلي فيروس 2/1 (rAAV2 / 1) الترميز بروتين أحمر فلوري (mCherry) تحت الخلايا العصبية المحددة كمكي المروج 9 في هياكل العميقة من الدماغ إسقاط لRSC ، مثل الحصين. التعبير عن rAAV2 / 1 mCherry في حصين الماوس Thy1-GFP يسمح لتصور في وقت واحد من العناصر قبل وبعد المشبكي من hippocampo-corticaل نقاط الاشتباك العصبي 10. التعبير مدفوعة rAAV من mCherry يتطلب 2-3 أسابيع للبروتين لتصل إلى مستوى كاف في محطات محور عصبي. هذه الفترة هي متسقة مع الوقت المعتاد المطلوبة للانتعاش من حج القحف.