تصوير الكالسيوم في القولون العلوي للفأر
April 21st, 2023
يفصل هذا البروتوكول الإجراء الخاص بتصوير استجابات الكالسيوم في القولون العلوي (SC) للفئران المستيقظة ، بما في ذلك تصوير نشاط الخلايا العصبية المفردة باستخدام المجهر ثنائي الفوتون مع ترك القشرة سليمة في الفئران البرية ، وتصوير SC بأكمله بالمجهر واسع المجال في الفئران الطافرة ذات القشرة الجزئية.
يركز بحثي على الترميز العصبي وآليات المعالجة البصرية. نحن نحاول الإجابة عن كيفية تشفير المعلومات المختلفة في الدماغ ، وخاصة في القولون العلوي تحت الآليات العصبية الأساسية. لفهم المعالجة البصرية ، يجمع العلماء بين مناهج مختلفة ، بما في ذلك مورفولوجيا الخلايا العصبية ، وتتبع ما قبل الصف والرجعي ، وتسلسل IL ، والنمذجة العصبية ، والتعلم الآلي ، مفهومة جيدا.
التحدي هو إزالة الجمجمة فوق SSA ، وقطع وترك في العظم في قطعة واحدة أكبر ، من المرجح أن تفشل لأن العظم متصل بالجافية. من خلال الجمع بين صورتين على صورة كالسيوم واسعة المجال ، كشف عملنا الأخير عن بنية وظيفة اتجاه الحركة في الماوس SC بدقة خلية واحدة ومقياس عالمي. وجدنا أن الخلايا العصبية ذات التفضيل المماثل تشكل رقعا تصل إلى 500 ميكرومتر تحت العالمية إلى الأعلى على حركة الأنف.
من خلال بروتوكولنا ، نعالج ثغرتين بحثيتين. أولا ، يمكن للباحثين إجراء تصوير طويل الأمد في SC للفأر بدقة خلية واحدة دون كسر القشرة. ثانيا ، يمكن للباحثين تسجيل النشاط العصبي عبر SC بأكمله باستخدام المجهر واسع المجال.
يوفر بروتوكولنا مقياسا لتصوير SC الإنسي الخلفي بدقة خلية واحدة مع قشرة سليمة في الفئران. أيضا ، نستخدم سدادة متوافقة حيويا لكشف SC ، مما يقلل من العدوى للتصوير المزمن. توفر نتائجنا طريقة لدراسة الترميز العصبي للمعلومات المرئية عبر مجال بصري كبير.
جنبا إلى جنب مع علم البصريات الوراثي ، يمكن للمرء دراسة نصف المدخلات من مناطق الدماغ المختلفة التي تعدل النشاط العصبي في SC.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
النظرة العامة
توفر هذه الدراسة بروتوكولًا لتصوير استجابات الكالسيوم في المرتفع العلوي (SC) للفئران المستيقظة، باستخدام ميكروسكوب ثنائي الفوتون لالتقاط نشاط الخلايا العصبية المفردة مع الحفاظ على القشرة في الفئران من النوع البري، واستخدام ميكروسكوب المجال الواسع لكامل المرتفع العلوي في الفئران المتحولة ذات القشرة الجزئية.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- تقنيات التصوير
- المعالجة البصرية
الخلفية
- يلعب المرتفع العلوي دورًا حاسمًا في معالجة المعلومات البصرية.
- فهم الترميز العصبي في المرتفع العلوي ضروري لتوضيح آليات المعالجة البصرية.
- قد تعطل أساليب التصوير السابقة سلامة القشرة، مما يعقد دراسات التسجيل على المدى الطويل.
- يسعى هذا البروتوكول لمعالجة هذه التحديات من خلال توفير نهج غير غازٍ لتصوير.
هدف الدراسة
- لتأسيس طريقة موثوقة للتصوير طويل الأمد للكالسيوم في المرتفع العلوي للفأر.
- تسهيل تسجيل النشاط العصبي عبر المرتفع العلوي بأكمله دون تعريض القشرة للتعطيل.
- تعزيز فهم كيفية تمثيل المعلومات البصرية على المستوى العصبي في المرتفع العلوي.
الطرق المستخدمة
- تستخدم الدراسة تقنيات ميكروسكوب ثنائي الفوتون ومجال واسع.
- يتم استخدام نماذج فئران من النوع البري والمتحولة، باستخدام فيروس مرافق للغدة النكفية لتعبير GCaMP6m لتصوير الكالسيوم.
- تشمل الطرق الرئيسية زرع لوحة الرأس، وأساليب جراحية لكشف المرتفع العلوي، واستخدام وعاء شفط للتصوير المزمن.
- بعد حقن الفيروس، يتم ملاحظة فترة تعافي لمدة ثلاثة أسابيع قبل البدء في التصوير.
- تضمن الخطوات الجراحية التفصيلية الحد الأدنى من الضرر للأنسجة المحيطة.
النتائج الرئيسية
- يمكن البروتوكول من فحص مفصل لنشاط الخلايا العصبية المرتبط بتفضيلات اتجاه الحركة داخل المرتفع العلوي.
- تشير النتائج إلى أن الخلايا العصبية التي تظهر تفضيلات مماثلة يمكن أن تتجمد، مما يؤثر على معالجة الإشارات البصرية عبر مناطق واسعة.
- التصوير المزمن ممكن مع الحفاظ على سلامة القشرة، مما يسهل الدراسات المستمرة للديناميات العصبية.
- يمكن دمج بيانات الصور مع البصريات الجزيئية للتحقيق في المدخلات المعدلة من مناطق أخرى في الدماغ.
الاستنتاجات
- تؤسس هذه الدراسة طريقة قوية لتحليل إشارات الكالسيوم في المرتفع العلوي، مما يساهم بشكل كبير في فهم آليات المعالجة البصرية.
- وعد تقنيات التصوير الموضحة بتقدم في الدراسات الطولية للنشاط العصبي في الحيوانات المستيقظة.
- ستعزز هذه المنهجيات التحقيق في الآليات العصبية وآثارها على السلوك البصري والاضطرابات.
الأسئلة المتداولة
Chapters in this video
0:00
Introduction
2:41
Preparation of a Suction Cup and Plugs for Calcium Imaging in Mouse
4:30
Viral Construct (AAV) Injection in Mouse Superior Colliculus for Calcium Imaging
5:48
Implantation of the Headplate in Mouse for Calcium Imaging
6:40
Implanting the Plug in the Mouse for Calcium Imaging
8:06
Two‐Photon Calcium Imaging of Mouse Superior Colliculus Neurons
9:37
Wide‐Field Calcium Imaging of Mouse Superior Colliculus Neurons
