Name: 立体定向病毒注射和梯度指数晶状体植入术用于深部脑 体内 钙成像 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-10-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 11 s
Description: 学习立体定向病毒注射和梯度指数晶状体植入术，用于自由活动小鼠深部脑区钙成像。该技术可实现细胞类型特异性、大规模且长期记录的神经动态研究。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本工作由美国国立卫生研究院（NIH）资助，项目编号为5P20GM121310、R61NS115161和UG3NS115608。

<ol><li>Clapham, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calcium+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Calcium signaling.</a> Cell. 131 (6), 1047-1058 (2007).</li>
<li>Brini, M., Cali, T., Ottolini, D., Carafoli, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+calcium+signaling%3A+function+and+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Cellular+and+Molecular+Life+Sciences%22%5BJournal%5D)">Neuronal calcium signaling: function and dysfunction.</a> Cellular and Molecular Life Sciences. 71 (15), 2787-2814 (2014).</li>
<li>Chen, T. W., Li, N., Daie, K., Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Map+of+Anticipatory+Activity+in+Mouse+Motor+Cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">A Map of Anticipatory Activity in Mouse Motor Cortex.</a> Neuron. 94 (4), 866-879 (2017).</li>
<li>Denk, W., Strickler, J. H., Webb, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-photon+laser+scanning+fluorescence+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Two-photon laser scanning fluorescence microscopy.</a> Science. 248 (4951), 73-76 (1990).</li>
<li>Komiyama, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning-related+fine-scale+specificity+imaged+in+motor+cortex+circuits+of+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Learning-related fine-scale specificity imaged in motor cortex circuits of behaving mice.</a> Nature. 464 (7292), 1182-1186 (2010).</li>
<li>Peters, A. J., Lee, J., Hedrick, N. G., O'Neil, K., Komiyama, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reorganization+of+corticospinal+output+during+motor+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Reorganization of corticospinal output during motor learning.</a> Nature Neuroscience. 20 (8), 1133-1141 (2017).</li>
<li>Barbera, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatially+compact+neural+clusters+in+the+dorsal+striatum+encode+locomotion+relevant+information%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Spatially compact neural clusters in the dorsal striatum encode locomotion relevant information.</a> Neuron. 92 (1), 202-213 (2016).</li>
<li>Cai, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+shared+neural+ensemble+links+distinct+contextual+memories+encoded+close+in+time%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A shared neural ensemble links distinct contextual memories encoded close in time.</a> Nature. 534 (7605), 115-118 (2016).</li>
<li>de Groot, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NINscope%2C+a+versatile+miniscope+for+multi-region+circuit+investigations%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">NINscope, a versatile miniscope for multi-region circuit investigations.</a> Elife. 9, 49987(2020).</li>
<li>Ghosh, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Miniaturized+integration+of+a+fluorescence+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Miniaturized integration of a fluorescence microscope.</a> Nature Methods. 8 (10), 871-878 (2011).</li>
<li>Jacob, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+compact+head-mounted+endoscope+for+in+vivo+calcium+imaging+in+freely+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A compact head-mounted endoscope for in vivo calcium imaging in freely behaving mice.</a> Current Protocols in Neuroscience. 84 (1), 51(2018).</li>
<li>Liang, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+and+Dynamic+ON+and+OFF+neural+ensembles+in+the+prefrontal+cortex+code+social+exploration%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Distinct and Dynamic ON and OFF neural ensembles in the prefrontal cortex code social exploration.</a> Neuron. 100 (3), 700-714 (2018).</li>
<li>Liberti, W. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unstable+neurons+underlie+a+stable+learned+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Unstable neurons underlie a stable learned behavior.</a> Nature Neuroscience. 19 (12), 1665-1671 (2016).</li>
<li>Stosiek, C., Garaschuk, O., Holthoff, K., Konnerth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+two-photon+calcium+imaging+of+neuronal+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">In vivo two-photon calcium imaging of neuronal networks.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (12), 7319-7324 (2003).</li>
<li>Chen, T. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasensitive+fluorescent+proteins+for+imaging+neuronal+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Ultrasensitive fluorescent proteins for imaging neuronal activity.</a> Nature. 499 (7458), 295-300 (2013).</li>
<li>Miyawaki, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+indicators+for+Ca2%2B+based+on+green+fluorescent+proteins+and+calmodulin%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Fluorescent indicators for Ca2+ based on green fluorescent proteins and calmodulin.</a> Nature. 388 (6645), 882-887 (1997).</li>
<li>Bassett, J. J., Monteith, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetically+encoded+calcium+indicators+as+probes+to+assess+the+role+of+calcium+channels+in+disease+and+for+high-throughput+drug+discovery%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Genetically encoded calcium indicators as probes to assess the role of calcium channels in disease and for high-throughput drug discovery.</a> Advances in Pharmacology. 79, 141-171 (2017).</li>
<li>Lin, M. Z., Schnitzer, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetically+encoded+indicators+of+neuronal+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Genetically encoded indicators of neuronal activity.</a> Nature Neuroscience. 19 (9), 1142-1153 (2016).</li>
<li>Tian, L., Akerboom, J., Schreiter, E. R., Looger, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+activity+imaging+with+genetically+encoded+calcium+indicators%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Neural activity imaging with genetically encoded calcium indicators.</a> Progress in Brain Research. 196, 79-94 (2012).</li>
<li>Moore, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gradient-index+optics%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Gradient-index optics: A review.</a> Applied Optics. 19 (7), 1035-1038 (1980).</li>
<li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Miniscope+GRIN+Lens+System+for+Calcium+Imaging+of+Neuronal+Activity+from+Deep+Brain+Structures+in+Behaving+Animals%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Miniscope GRIN Lens System for Calcium Imaging of Neuronal Activity from Deep Brain Structures in Behaving Animals.</a> Current Protocols in Neuroscience. 86 (1), 56(2019).</li>
<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+two-step+GRIN+lens+coating+for+in+vivo+brain+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Bulletin%22%5BJournal%5D)">A two-step GRIN lens coating for in vivo brain imaging.</a> Neuroscience Bulletin. 35 (3), 419-424 (2019).</li>
<li>Liang, B., Zhang, L., Moffitt, C., Li, Y., Lin, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+open-source+automated+surgical+instrument+for+microendoscope+implantation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">An open-source automated surgical instrument for microendoscope implantation.</a> Journal of Neuroscience Methods. 311, 83-88 (2019).</li>
<li>Giovannucci, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CaImAn+an+open+source+tool+for+scalable+calcium+imaging+data+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">CaImAn an open source tool for scalable calcium imaging data analysis.</a> Elife. 8, 38173(2019).</li>
<li>Barbera, G., Liang, B., Zhang, L., Li, Y., Lin, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+wireless+miniScope+for+deep+brain+imaging+in+freely+moving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A wireless miniScope for deep brain imaging in freely moving mice.</a> Journal of Neuroscience Methods. 323, 56-60 (2019).</li>
<li>Shuman, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breakdown+of+spatial+coding+and+interneuron+synchronization+in+epileptic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Breakdown of spatial coding and interneuron synchronization in epileptic mice.</a> Nature Neuroscience. 23 (2), 229-238 (2020).</li>
<li>Werner, C. T., Williams, C. J., Fermelia, M. R., Lin, D. T., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circuit+mechanisms+of+neurodegenerative+diseases%3A+A+new+frontier+with+miniature+fluorescence+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Circuit mechanisms of neurodegenerative diseases: A new frontier with miniature fluorescence microscopy.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 1174(2019).</li>
<li>Brault, V., Besson, V., Magnol, L., Duchon, A., Herault, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cre%2FloxP-mediated+chromosome+engineering+of+the+mouse+genome%5BTitle%5D)+AND+%22Handbook+of+Experimental+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Cre/loxP-mediated chromosome engineering of the mouse genome.</a> Handbook of Experimental Pharmacology. (178), 29-48 (2007).</li>
<li>McLellan, M. A., Rosenthal, N. A., Pinto, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cre-loxP-mediated+recombination%3A+General+principles+and+experimental+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Mouse+Biology%22%5BJournal%5D)">Cre-loxP-mediated recombination: General principles and experimental considerations.</a> Current Protocols in Mouse Biology. 7 (1), 1-12 (2017).</li>
</ol>

作者声明无竞争性财务利益。

神经科学的一个核心问题是理解神经动力学和神经回路如何编码和存储信息，以及它们在脑部疾病中如何发生改变。使用微型显微镜 体内 Ca2+ 成像系统，可同时监测自由活动动物局部微环路中数百个神经元的单个神经元活动。本文详细描述了用于病毒注射和GRIN透镜植入的手术方案，以制备适用于深部脑区成像的啮齿类动物模型 体内 Ca2+ 成像 通过 一套定制开发的微型显微成像记录系统。 表1 展示了我们的微型显微镜系统与其他商用及定制微型显微镜系统的比较7,8,9,10,11,13,25,26值得注意的是，采用本手术方案植入GRIN透镜可与任何商用或定制的单光子及双光子成像系统兼容，用于深部脑区成像 体内 钙成像
从病毒注射到微型显微镜体内钙成像数据的采集，整个实验过程至少需要两个月才能完成。这是一个复杂且劳动密集型的过程。实验的最终成功取决于多种因素，包括GECI的恰当选择、将病毒准确注射至目标脑区、目标神经元群体中病毒的充分表达、GRIN透镜精确植入目标位置、动物手术后的充分恢复，以及术后是否出现严重炎症反应、动物行为是否受到手术严重影响等。
两个关键步骤包括立体定位病毒注射和GRIN透镜植入。为演示目的，立体定位微量注射在小鼠mPFC中进行，使用腺相关病毒（AAV1）携带在CaMKII启动子控制下的GCaMP6f，该启动子可特异性标记mPFC中的锥体神经元。选择GCaMP6f是因为它是最快速且最敏感的钙指示剂之一，其半衰减时间为71 ms15。此外，AAV病毒介导的GCaMP6f表达持久（即数月），非常适合在神经退行性疾病小鼠模型的纵向研究中长期重复进行体内 Ca2+成像27。当前的手术方案可调整用于靶向其他任何脑区的不同细胞群体。多种可用的病毒工具可在特定年龄阶段对目标脑区内的特定神经元群体进行特异性标记。此外，研究人员还可利用Cre-LoxP重组系统以及多种现有的转基因小鼠模型，实现基因修饰，并研究其行为学和神经环路层面的结果28,29。
本方案的一个独特之处在于，在植入GRIN透镜（直径为1 mm）之前，先通过自动化逐层吸除脑组织。该操作借助连接至真空系统的27 G针头，并由自主设计的机械臂和软件控制完成23。根据我们的经验，该方法可为GRIN透镜提供均匀的接触表面，且相比手动吸除组织，对周围组织造成的损伤更小23。因此，该步骤在使用直径相对较大的GRIN透镜（例如1 mm）时具有明显优势。然而，对于直径较小的GRIN透镜（0.5 mm或0.25 mm），组织吸除可能并非必要，此时可直接沿30 G针头建立的引导通道植入透镜21。
除了上述两个关键步骤外，成功实施手术还需仔细考虑许多其他因素。（1）所有接触脑组织的器械均应灭菌，以防止感染。（2）所有手术操作均需尽量减少对脑组织的损伤，以避免进一步引发炎症和过度瘢痕组织形成。（3）手术过程中初始给予及维持使用的麻醉剂量，特别是腹腔注射的麻醉剂，需谨慎确定。根据不同的小鼠品系，麻醉剂量可能需要调整，因为某些品系可能更为敏感。（4）手术期间需持续监测小鼠的生理状况。最后，（5）术后需对小鼠进行定期监测，因为手术后可能发生多种并发症。
尽管在GRIN透镜植入过程中会单侧移除一部分脑组织，但我们并未观察到明显的行为缺陷7,12。微型显微镜的重量约为2克，所使用的电缆经过定制设计，以减轻重量并确保小鼠能够轻松携带。微型显微镜和电缆仅在&#160;in vivo&#160;成像前连接到动物身上，并在成像结束后拆除。整个成像过程通常不超过30分钟。因此，这些装置不会妨碍小鼠自由活动。微型显微镜的安装与拆卸需要短暂使用异氟烷进行麻醉（少于2分钟），以固定动物。我们通常让小鼠在短暂暴露于异氟烷后恢复30分钟，再进行&#160;in vivo&#160;成像。我们已每周进行一次微型显微镜&#160;in vivo&#160;钙成像，持续数周，未发现对小鼠健康或社会行为产生任何影响12。
当前微型显微镜记录系统的一个主要局限是需要通过电缆连接显微镜以进行数据采集。电缆的存在有时会限制小鼠的任务表现，并且每次只能记录一只动物。最近，一种无线微型显微镜已被开发出来25,26。这将拓展动物行为任务的应用范围，并实现对群体中多只动物同时进行体内成像。此外，开发具有光谱可分离波长的更高灵敏度基因编码钙指示剂（GECI），并结合双色微型显微镜，将为神经科学研究带来更多令人期待的可能性。

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/63049">Stereotaxic Viral Injection and Gradient-Index Lens Implantation for Deep Brain In Vivo Calcium Imaging</a>. The Discussion&#160;was&#160;updated.
The following paragraph was added to the end of the Discussion:
Although a chunk of brain tissue is removed unilaterally during the GRIN lens implantation step, we did not observe any obvious behavior deficits7,12. The weight of the miniscope is around 2 grams and the cable is custom-designed to make it light and to ensure that the mouse can easily carry it. The miniscope and cable are only attached to the animal prior to in vivo imaging and detached after imaging. The entire imaging process usually takes no longer than 30 minutes. Therefore, these instrumentations do not prevent the mouse from freely behaving. The miniscope installation and deinstallation steps need a brief anesthesia (less than 2 minutes) with isoflurane for the purpose of animal restraining. We typically let the mouse recover from the brief exposure of isoflurane for 30 minutes before performing in vivo imaging. We have performed miniscope in vivo calcium imaging once per week for a few weeks without noticing any impact on mouse health and mouse social behavior12.

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/63049">Stereotaxic Viral Injection and Gradient-Index Lens Implantation for Deep Brain In Vivo Calcium Imaging</a>. The Discussion&#160;was&#160;updated.

Erratum: Stereotaxic Viral Injection and Gradient-Index Lens Implantation for Deep Brain In Vivo Calcium Imaging

细胞内Ca2+信号转导是调控细胞生长、增殖、分化、迁移、基因转录、分泌以及凋亡的关键调节机制1。在神经元中，Ca2+信号转导受到精确调控，因其时空模式与膜兴奋性、神经递质释放以及突触可塑性等重要功能密切相关2。
体内钙成像是一种强大的技术，可用于解析与正常动物行为相关的基本神经环路表征，识别脑疾病动物模型中的异常神经活动，并揭示可能使这些异常环路恢复正常功能的潜在治疗靶点。目前两种常见的体内钙成像系统为双光子激光扫描荧光显微镜3,4,5,6和头戴式微型显微内镜（miniscope）7,8,9,10,11,12,13。传统的双光子显微镜具有显著优势，例如更高的分辨率、更低的噪声和更少的光漂白效应；然而，实验动物需要头部固定，从而限制了可开展的行为学研究类型3,4,5,6。相比之下，头戴式miniscope系统体积小、便携性强，使得在自由活动的动物中开展多种行为学测试成为可能7,8,9,10,11,12,13。
有两种主要的Ca2+ 指示剂，化学指示剂5,14 以及基因编码的钙离子指示剂（GECIs）15,16. Ca2+ 成像技术已通过使用高灵敏度的基因编码钙离子指示剂（GECIs）得到促进，这些指示剂借助病毒载体递送，可实现对目标神经环路中特定神经元的标记。持续改进GECIs的灵敏度、稳定性和对亚细胞区室的标记能力，使其成为多种应用的理想选择 体内 钙成像研究17,18,19.
成像过程中，脑组织对光的散射限制了光学成像的穿透深度，即使使用双光子显微镜也难以克服。然而，梯度折射率（GRIN）透镜能够解决这一问题，因为GRIN透镜可直接嵌入生物组织中，将深部脑区的图像传递至显微镜物镜。与由光学均质材料制成、需复杂曲面来聚焦成像的传统透镜不同，GRIN透镜的性能依赖于透镜材料内部折射率的渐变，从而通过平面表面实现聚焦20。GRIN透镜的直径可小至0.2 mm，因此可将微型化的GRIN透镜植入深部脑组织，且造成的损伤极小。
本文介绍了一种完整的深部脑手术操作流程 体内 钙成像。为演示目的，我们描述专门针对小鼠脑内侧前额叶皮层（mPFC）的脑部手术。 体内 钙成像记录 通过 由美国国家药物滥用研究所（NIDA/IRP）林博士团队自主研发的微型显微镜系统7,12实验过程包括两次主要的脑部手术。第一次手术是通过立体定位法将表达GCaMP6f（一种GECI）的病毒载体注射到内侧前额叶皮层（mPFC）。第二次手术是将GRIN透镜植入同一脑区。在完成上述脑部手术并恢复后，接下来的步骤是使用牙科水泥将微型显微镜固定座（基座）安装在小鼠颅骨上。 在体 Ca2+ 成像可在将微型显微镜安装到底座后任意时间进行。用于病毒注射和GRIN透镜植入的手术方案可与任何商用或定制的单光子及双光子深部脑成像系统兼容。 体内 钙成像

<table><tbody><tr><td>0.6 mm 和 1.2 mm 钻头</td><td>KF technology</td><td>8000037800</td><td>用于开颅手术</td></tr><tr><td>27 号和 30 号针头</td><td>BD PrecisionGlide Needle</td><td>REF 305109 和 REF 305106</td><td>两种手术均使用</td></tr><tr><td>45° 角镊子</td><td>Fine Science tools</td><td>11251-35</td><td>用于手术</td></tr><tr><td>7.5% 聚维酮碘溶液（贝塔碘）</td><td>Purdue Products L.P.</td><td>NDC 67618-151-17</td><td>表面消毒剂</td></tr><tr><td>丙酮</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>179124-1L</td><td>GRIN 镜头清洁剂</td></tr><tr><td>琼脂糖</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A9539-25G</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>抗生素软膏</td><td>HeliDerm Technology</td><td>81073087</td><td>用于病毒注射</td></tr><tr><td>抗炎药物（布洛芬）</td><td>Johnson &amp;amp; Johnson Consumer Inc</td><td>30043308</td><td>术后镇痛</td></tr><tr><td>AutoStereota</td><td>NIDA/IRP</td><td>github.com/liang-bo/autostereota</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>行为记录软件（Point Grey FlyCap2）</td><td>Point Grey</td><td>Point Grey Research Blackfly BFLY-PGE-12A2C</td><td>用于行为记录</td></tr><tr><td>黄铜六角螺母</td><td>McMASTER-CARR</td><td>92736A112</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>丁丙诺啡</td><td>Par Pharmaceuticals</td><td>NDC 4202317905</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>氯化钙</td><td>Sigma</td><td>10043-52-4</td><td>用于配制 aCSF</td></tr><tr><td>换向器</td><td>NIDA/IRP</td><td>定制设计</td><td>图像采集系统的组件</td></tr><tr><td>压缩氧气和二氧化碳气罐</td><td>Rocky Mountain Air Solutions</td><td>BI-OX-CD5C-K</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>压缩氧气气罐</td><td>Rocky Mountain Air Solutions</td><td>OX-M-K</td><td>用于病毒注射</td></tr><tr><td>无线微型钻机</td><td>KF technology</td><td>8000037800</td><td>用于开颅手术</td></tr><tr><td>氰基丙烯酸酯胶</td><td>Henkel Coorporation</td><td># 1811182</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>数据采集控制器</td><td>NIDA/IRP</td><td>定制设计</td><td>图像采集系统的组件</td></tr><tr><td>数据传输电缆</td><td>NIDA/IRP</td><td>定制设计</td><td>图像采集系统的组件</td></tr><tr><td>牙科水泥套装</td><td>C&amp;amp;B Metabond 和 Catalyst</td><td>A00253revA306 和 A00168revB306</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>牙科水泥套装</td><td>Duralay</td><td>2249D</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>地塞米松</td><td>VETone</td><td>NDC 1398503702</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>葡萄糖</td><td>Sigma</td><td>50-99-7</td><td>用于配制 aCSF</td></tr><tr><td>凝胶饲料</td><td>Clear H20</td><td>72-06-5022</td><td>小鼠营养补充剂</td></tr><tr><td>GRIN 镜头</td><td>GRINTECH</td><td>NEM-100-25-10-860-S</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>加热垫</td><td>Physitemp Instruments LLC.</td><td>#10023</td><td>手术期间维持小鼠体温</td></tr><tr><td>异氟烷</td><td>VETone</td><td>V1 502017</td><td>麻醉剂</td></tr><tr><td>氯胺酮</td><td>VETone</td><td>V1 501072</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>利多卡因</td><td>WEST-WARD</td><td>NDC 0143-9575-01</td><td>局部麻醉</td></tr><tr><td>六水合氯化镁</td><td>Sigma</td><td>7791-18-6</td><td>用于配制 aCSF</td></tr><tr><td>微量注射器（Hamilton）</td><td>Hamilton</td><td>7653-01</td><td>用于病毒注射</td></tr><tr><td>微量注射泵控制器</td><td>World Precision Instrument</td><td>#178647</td><td>用于病毒注射</td></tr><tr><td>微型显微镜</td><td>NIDA/IRP</td><td>定制设计</td><td>用于成像</td></tr><tr><td>微型显微镜底座</td><td>Protolabs</td><td>定制设计</td><td>用于安装底座</td></tr><tr><td>微型显微镜固定臂</td><td>NIDA/IRP</td><td>定制设计</td><td>用于安装底座</td></tr><tr><td>微型显微镜保护帽</td><td>Protolabs</td><td>定制设计</td><td>用于保护微型显微镜</td></tr><tr><td>电动控制器</td><td>Thorlabs</td><td>KMTS50E</td><td>用于安装底座</td></tr><tr><td>NeuView</td><td>NIDA/IRP</td><td>https://github.com/giovannibarbera/miniscope_v1.0</td><td>用于活体成像</td></tr><tr><td>眼科软膏</td><td>Puralube Vet Ointment</td><td>NDC 17033-211-38</td><td>眼科用药</td></tr><tr><td>PCR 管</td><td>Thermo Scientific</td><td>AB-0622</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>夹钳</td><td>World Precision Instrument</td><td>14040</td><td>用于夹紧管路</td></tr><tr><td>聚四氟乙烯（PTFE）胶带</td><td>TegaSeal PTFE Tape</td><td>A-A-58092</td><td>用于将微型显微镜固定到底座</td></tr><tr><td>氯化钾</td><td>Sigma</td><td>7447-40-7</td><td>用于配制 aCSF</td></tr><tr><td>机械臂</td><td>NIDA/IRP</td><td>定制设计</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr><tr><td>生理盐水</td><td>Hospira</td><td>RL 7302</td><td>两种手术均使用</td></tr><tr><td>紧定螺钉</td><td>DECORAH LLC.</td><td>3BT-P9005-00-0025</td><td>用于将黄铜六角螺母拧入微型显微镜底座</td></tr><tr><td>&amp;nbsp;硅胶管，内径 0.062&amp;rdquo;，外径 1/8&amp;rdquo;</td><td>McMaster</td><td>2124T3</td><td>用于 aCSF 灌注</td></tr><tr><td>碳酸氢钠</td><td>Sigma</td><td>144-55-8</td><td>用于配制 aCSF</td></tr><tr><td>氯化钠</td><td>Sigma</td><td>7647-14-5</td><td>用于配制 aCSF</td></tr><tr><td>磷酸二氢钠</td><td>Sigma</td><td>7558-80-7</td><td>用于配制 aCSF</td></tr><tr><td>立体定位仪</td><td>KOPF</td><td>Model 962 Dual Ultra Precise Small Animal Stereotaxic</td><td>两种手术均使用</td></tr><tr><td>无菌棉签</td><td>Puritan</td><td>REF 806-WC</td><td>两种手术均使用</td></tr><tr><td>手术器械</td><td>Fine Science tools</td><td>11251-35</td><td>用于手术</td></tr><tr><td>缝合线</td><td>Sofsilk</td><td>REF SS683</td><td>用于病毒注射</td></tr><tr><td>&amp;nbsp;注射器滤器（0.22 &amp;micro;m）</td><td>Millex</td><td>SLGVR33RS</td><td>用于 GRIN 镜头植入过程中过滤 aCSF</td></tr><tr><td>病毒悬液（AAV1-CamKII-GCamp6f）</td><td>Addgene</td><td>100834-AAV1</td><td>用于病毒注射</td></tr><tr><td></td><td></td><td>滴度：2.8 × 10^13 GC/ml</td><td></td></tr><tr><td>赛拉嗪</td><td>VETone</td><td>V1 510650</td><td>用于 GRIN 镜头植入</td></tr></tbody></table>

立体定向病毒注射与梯度折射率透镜植入用于深部脑区 体内 钙成像

Stereotaxic Viral Injection and Gradient-Index Lens Implantation for Deep Brain In Vivo Calcium Imaging

微型荧光显微镜（miniscope）是一种强大的工具，可用于 体内 对自由活动动物进行钙成像。相较于传统的多光子钙成像系统，该技术具有多项优势：（1）体积紧凑；（2）重量轻；（3）成本低廉；（4）可实现对自由活动动物的记录。本方案描述了用于深部脑区 体内 使用定制开发的微型显微镜记录系统进行钙成像。制备过程包括三个步骤：（1）通过立体定位将病毒注射至小鼠脑内目标区域，以利用基因编码的钙离子传感器标记特定神经元亚群；（2）植入梯度折射率（GRIN）透镜，将深部脑区的钙成像信号传递至微型显微镜系统；（3）在小鼠颅骨上固定微型显微镜支架，以便后续安装微型显微镜。为进行 体内 钙成像时，将微型显微镜固定在支架上，同时采集神经元钙信号图像和行为学记录。本手术方案适用于任何商用或定制的单光子及双光子成像系统，可用于深部脑区成像 体内 钙成像

图1 展示了实验流程示意图，包括病毒注射、GRIN透镜植入、微型显微镜底座固定于小鼠颅骨等步骤，以及 体内 钙成像 通过 微型显微镜。整个过程耗时约2个月。 图2 展示了微型显微镜实验方案中描述的主要组件 体内 钙成像 图3 展示了 AutoStereota 软件在 GRIN 透镜植入过程中的操作界面。 图4 显示 NeuView 与行为记录软件在运行期间的界面 体内 钙成像
结果 体内 钙成像依赖于病毒注射和GRIN透镜植入手术的成功。 图5 显示一系列结果（即不成功、次优和良好）来自 体内 钙成像记录。在不成功的情况下，钙成像图像可能显得过暗或过亮，但通常显示无或仅有极少的活跃神经元。我们通常不会继续进行 在体 如果活跃神经元少于五个，则钙成像记录实验无效。一个良好的 体内 钙成像通常可揭示数百个活跃神经元。如果一次记录中活跃神经元少于一百个，则认为该记录为次优记录。
在次优和良好记录中 体内 进行了钙成像实验，并对后续数据进行了分析。 视频 1 显示一个代表性 体内 从小鼠 mPFC 记录钙成像数据。行为视频和钙成像数据通常分别处理。小鼠行为视频可进行人工评分，钙成像文件则使用 CaImAn 钙成像处理工具箱进行处理。24. 图6 显示了一个代表性细胞图谱及来自状态良好的若干钙信号轨迹 在体 钙成像记录
完成体内钙成像后，最后一步是确认病毒注射和GRIN透镜植入是否位于目标脑区。为此，先用磷酸盐缓冲液（PBS）灌流小鼠，随后使用4%多聚甲醛（PFA）固定。取出小鼠脑组织，在4% PFA中后固定12小时，并在4 °C的PBS中保存。然后使用振动切片机将脑组织切成50 µm厚的切片。脑切片经DAPI染色后在显微镜下观察（本方案中未详细描述）12。图7为一只实验小鼠位于前囟前约1.94 mm处的脑切片，显示了GRIN透镜植入的轨迹。GRIN透镜轨迹下方及周围区域的绿色荧光表明GCaMP6f在mPFC区域的表达。
<img alt="立体定位注射，GCaMP6f表达，GRIN透镜植入，活体Ca²⁺成像示意图。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63049/63049fig01.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图1"> 
图1实验流程示意图 (A) 在 mPFC 中进行病毒的立体定位注射。B在mPFC植入GRIN透镜。C将微型显微镜基座固定到小鼠颅骨上。D微型显微镜安装与 体内 钙成像 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63049/63049fig01large.jpg" target="_blank">请点击此处以查看此图的放大版本。</a>
<img alt="用于发射研究的光激发组件和分析设备的光谱学装置。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63049/63049fig02.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图 2"> 
图 2：体内钙成像所需的主要组件。（A）直径为 1 mm、长度为 4.38 mm 的梯度折射率（GRIN）透镜。（B）用于脑组织抽吸的 27 G 手工打磨钝端针头。（C）与针头夹持器连接的机械臂。（D）由 PCR 管定制的保护帽，用于在将微型显微镜基座固定于小鼠颅骨之前保护暴露的 GRIN 透镜。（E）带有六角螺母的微型显微镜夹持器（基座）。（F）螺纹部分缠绕聚四氟乙烯（PTFE）生料带的微型显微镜。（G）通过锁紧螺钉固定在基座上的微型显微镜。（H）微型显微镜夹持臂。（I）自行构建的三维电动控制器，用于实现微型显微镜在 XYZ 方向上的精确移动。（J）固定在基座上的保护帽，用于在小鼠未进行体内钙成像时保护暴露的 GRIN 透镜。（K）连接至电缆的微型显微镜。（L）用于体内 Ca2+ 成像的数据采集系统。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63049/63049fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="优化参数界面；计算机模拟；过程变量；示意图；数据分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63049/63049fig03.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图3"> 
图3：AutoStereota 软件在逐层脑组织吸液过程中的界面。（A）对应步骤 2.17.1 至 2.17.3 的界面。（B）对应步骤 2.17.4 至 2.17.6 的界面。（C）对应步骤 2.17.7 至 2.17.9 的界面。（D）对应步骤 2.17.10 至 2.17.12 的界面。红色框突出显示输入值。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63049/63049fig03large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="光学激发测量，软件界面中的显微图像，瞬态吸收实验装置。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63049/63049fig04.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图4"> 
图4：NeuView 软件与行为记录软件在运行期间的界面 体内 钙成像 (ANeuView 的界面。B，C行为记录软件的界面。红色框标出需要点击的按钮。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63049/63049fig04large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="细胞结构分析的显微镜图像序列；包含明场对照和光谱细节。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63049/63049fig05.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图5"> 
图5最大投影荧光细胞图，用于展示可能结果的范围。 (A,B) 不成功 体内 钙成像结果不符合后续数据分析要求。 (A）呈暗色，且包含的活跃神经元少于5个。B）很明亮，但没有活跃的神经元。C) 来自次优条件的细胞图谱 体内 包含一些活跃神经元的钙成像。D) 来自优质样本的细胞图谱 在体 包含数百个活跃神经元的钙成像。比例尺： 100 μm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63049/63049fig05large.jpg" target="_blank">请点击此处以查看此图的放大版本。</a>
<img alt="神经元活动可视化、荧光显微成像及钙信号轨迹用于数据分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63049/63049fig06.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图6"> 
图6：成功实验的代表性细胞图谱与钙瞬变 体内 钙成像 左侧面板为最大投影荧光细胞图，来自一个 体内 在开放旷场实验期间对mPFC进行钙成像记录。记录持续5分钟。右侧面板显示来自15个感兴趣区域（颜色匹配）的钙瞬变。比例尺： 100 μm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63049/63049fig06large.jpg" target="_blank">请点击此处以查看此图的放大版本。</a>
<img alt="脑切片中的GRIN透镜路径、荧光成像、前额叶皮层、光学研究示意图。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63049/63049fig07.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图7"> 
图7：实验小鼠的死后评估。 对实验小鼠mPFC区域中GCaMP6f表达及GRIN透镜植入的死后评估。矩形区域表示GRIN透镜植入路径。在GRIN透镜植入区域下方的绿色区域证实GCaMP6f已成功表达，且GRIN透镜被精确植入目标脑区。Cg，扣带皮层；PrL，前喙部皮层；IL，下边缘皮层。比例尺：400 μm。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63049/63049fig07large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
表1：NIDA定制微型显微镜系统与其他微型显微镜系统的比较7,8,9,10,11,13,25,26。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63049/63049_Table%201_1.xlsx" target="_blank">请点击此处下载该表格。</a>
视频 1：一个 体内 在开放旷场实验期间对小鼠内侧前额叶皮层（mPFC）进行钙成像记录 出于演示目的，本视频仅展示1分钟的录制内容。原始录制帧速率为10帧/秒。本视频播放速度为原始录制速度的6倍。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63049/movie.mp4" target="_blank">请点击此处下载此视频。</a>

微型显微镜体内钙成像是一种研究自由活动小鼠神经元动态和微环路的有力技术。本方案描述了进行脑部手术以利用微型显微镜实现良好体内钙成像的步骤。

微型荧光显微镜（miniscope）是一种强大的工具，可用于自由活动动物体内的钙成像。它具有多项优势……

微型显微镜活体钙成像技术使研究人员能够检测自由活动动物大脑深部结构中数百个神经元在空间和时间上协调的活动。微型显微镜活体钙成像具有多种优势，包括可实现细胞类型特异性、大规模以及纵向记录。我们关于病毒注射和梯度折射率（GRIN）透镜植入的手术方案，适用于任何商用或定制的单光子及双光子成像系统，用于大脑深部的活体钙成像。本实验操作将由我实验室的研究生 Rashmi Thapa 演示。对麻醉小鼠的剃毛手术区域进行消毒后，使用手术刀沿中线在皮肤上做一个两厘米长的切口，以暴露颅骨的后囟（lambda）和前囟（bregma）。在确定0.5毫米牙科钻头位于前囟（bregma）前后1.94毫米、内外0.5毫米的位置后，开始钻穿颅骨。接下来，使用微量泵控制面板将病毒装入微升注射器，以每秒50纳升的流速先抽取500纳升的气泡，随后抽取800纳升的病毒。缓慢将针头插入脑组织，到达背腹向（dorsal ventral）目标Z坐标1.75毫米处，然后略微上移至背腹向Z坐标1.65毫米处。在控制面板上，将微量泵设置为以每分钟50纳升的流速注射500纳升病毒，然后点击“运行”按钮开始注射病毒。注射结束后，对齐皮肤边缘，并用4-0缝线仔细缝合切口。在缝合区域涂抹抗生素软膏以预防感染。如需植入梯度折射率（GRIN）透镜，使用精细剪刀从两眼之间的前部至人字缝后方的后部，切除一块高1.5厘米、底边长1.5厘米的三角形皮肤区域。颅骨彻底清洁并干燥后，在皮肤边缘涂抹氰基丙烯酸酯，将皮肤粘附到颅骨上。氰基丙烯酸酯干燥五分钟后，使用直径为1.2毫米的牙科钻头，在前囟前后向1.94毫米、内外向0.8毫米的位置钻透颅骨，随后用30号针头尖端去除硬脑膜。使用45度角的锐利镊子清理所有骨碎片。接下来，将一个27号经手工打磨成钝端的针头连接到与机械臂相连的持针器上，机械臂倾斜角度为10度，并将持针器的另一端连接至实验室的真空系统。在点击“Bregma”按钮之前，将针头尖端定位至刚好接触前囟点，以将前囟点的Z坐标设为零。将X轴输入值设为0.8，Y轴输入值设为1.94，Z轴输入值设为1.0，点击“查找”按钮，使针头移至颅骨钻孔顶部。将针尖对准钻孔中心，并将其下降至Z轴位置零。开启负压，通过连接至30号弯头针头的重力控制管路系统，用人工脑脊液（ACSF）冲洗暴露的脑区。ACSF 通过 0.2 微米滤器过滤的同时，持续用 95% 氧气和 5% 二氧化碳的混合气体进行鼓泡。使用 AutoStereota 软件，脑组织的吸除将分四轮完成。第一轮吸除时，确保 Z 值显示为零。然后在 zStep 会话中，单击并选中第一行和第二行。将第一行的值设置为 0.2 和 1，将第二行的值设置为 0.15 和 4。在模式会话中，设置针头尺寸为 27 号，1.2。其他所有值保持默认。开始抽吸时，依次点击 NotSet、KeepZero 和 Start 按钮。第一轮抽吸将生成一个深度为 0.8 毫米、直径为 1 毫米的柱状凹腔。在第三轮抽吸中，点击并勾选 zStep 会话的第一行，并将该行的数值设置为 1.8 和 1。在模式会话中，设置针头尺寸为27号，长度为2.2。保持其他参数与上一轮相同，开始抽吸操作。完成第三次抽吸后，柱状孔的深度为1.8毫米。最后一次抽吸的目的是清除积聚在切口底部的血液。在开始抽吸前，在 zStep 会话中将第一行的数值设置为 1.6 和 1，在 Mode 会话中将针头尺寸设置为 27 号，数值设置为 2.2 和 Dims 0.6。一旦切口内无血液，停止负压，停止 ACSF 灌注，并将针头在 Z 坐标上提升 2 毫米，同时向前移动至中心前方 0.5 毫米处。将无菌的1毫米GRIN透镜置入脑组织切口内。接着，借助刮铲将熔化的琼脂糖填充至GRIN透镜与脑组织之间的缝隙中。待琼脂糖凝固成胶后，使用微型刀片去除多余的琼脂糖。将牙科水泥粉末与催化剂液体在预冷的混合孔中混合，然后在颅骨上涂抹一层自固化粘接树脂水泥，首先围绕GRIN透镜周围涂抹，再覆盖整个暴露的颅骨表面。在洁净的塑料孔中，将牙科水泥粉末与黑色炭粉混合液体，制成混合物，并将其薄层涂布于第一层牙科水泥之上。静置固化五分钟。将Miniscope连接至线缆，并启动自主开发的软件NuView。在NuView中，点击“Hardware”，勾选LED1，然后点击“Stream”按钮以查看实时图像。要停止实时传输，请点击“Stop”按钮。接下来，将微型显微镜放置到定制的微型显微镜固定臂中。借助电动控制器，将微型显微镜定位在暴露的GRIN透镜正上方，并使其与透镜表面平行。缓慢将微型显微镜向下移动靠近GRIN透镜，并调节其Z轴位置，直至找到最佳焦平面。在显微镜基座周围涂抹第一层牙科水泥，注意不要改变显微镜的位置。待水泥固化后，轻轻移除固定臂，使显微镜能够独立稳固地立于小鼠头部。在基座周围再涂抹第二层牙科水泥，填充所有缝隙，确保无任何LED光线从缝隙中泄漏。让牙科水泥硬化。用异氟烷短暂麻醉小鼠后，用小螺丝刀松开基座上的锁定螺丝，取下保护帽，并用浸有丙酮的棉签清洁GRIN透镜表面。将微型显微镜连接至电缆，并启动NuView软件，通过钝头镊子轻微拧紧或松开，调节微型显微镜相对于基座的位置，以确定最佳焦平面。确定最佳焦平面后，在断开电缆并将小鼠放回其饲养笼之前，拧紧锁定螺丝。打开行为记录相机软件，通过实时流功能查看小鼠行为实验区域。手动调节顶部相机的焦距。选择触发闪光并勾选启用/禁用触发，然后点击录制按钮。接着使用浏览功能选择行为记录的保存位置。选择所需的图像格式。将小鼠移至场地附近，并将Miniscope连接到与数据采集系统相连的电缆。然后将小鼠放置在场地中央。在行为记录相机软件中，点击“开始记录”。在 NuView 中，选中 LED1，然后依次点击 Capture 和 Trigger 按钮以开始记录。这可以实现钙成像与小鼠行为的同步记录。记录 3,000 帧后点击 Stop，并保存文件。记录完成后，用异氟烷短暂麻醉小鼠，将微型显微镜从基座上取下，并在将小鼠放回其饲养笼之前，将保护帽盖在基座上。来自次优体内钙成像的细胞图谱包含一些活跃神经元，而成功成像的图谱在目标区域包含数百个活跃神经元。在典型的不成功体内钙成像示例中，观察到该区域较暗且活跃神经元少于五个，或者区域较亮但无活跃神经元。在代表性分析中，展示了连续体内钙成像记录所获得的最大投影荧光细胞图及钙瞬变信号。对实验小鼠内侧前额叶皮层中GCaMP6f表达和GRIN透镜植入的死后评估表明，GCaMP6f已成功表达，且GRIN透镜被精确植入目标脑区。为获得良好的钙成像效果，必须确保在植入GRIN透镜前出血已完全停止，且视野中无血凝块存在。该技术可用于研究不同人类脑部疾病小鼠模型中的神经环路变化，并检测候选药物是否能够使异常的神经环路恢复正常。

stereotaxic-viral-injection-gradient-index-lens-implantation-for-deep

Research

科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

立体定向病毒注射和梯度指数晶状体植入术用于深部脑 体内 钙成像

为了理解新皮层中微环路的网络动态，必须同时记录大量神经元的活动。在体双光子钙成像技术是目前唯一能够以单细胞分辨率记录密集神经元群体活动的方法。...

活体小鼠第2/3层双光子钙成像

通过微注射靶向递送药物、病毒载体或细胞移植物至脑深部结构

来源：Lee, H. et. al., 在自由活动小鼠杏仁核中使用头戴式微型显微镜成功实现活体钙成像。J. Vis. Exp.

自由活动小鼠中的实时微型内窥镜钙成像

来源： Thapa, R., 等 立体定向病毒注射与梯度折射率透镜植入用于深部脑区 体内 钙成像 视频实验杂志...

使用微型显微镜对小鼠内侧前额叶皮层进行实时钙成像

本文描述了在虚拟现实环境中对小鼠行为期间进行皮层双光子成像所涉及的实验步骤。...

小鼠在虚拟现实环境中导航时的双光子钙成像

在体微型内窥镜钙成像是一种不可或缺的工具，可实现对自由活动动物神经元活动的实时监测。然而，将该技术应用于杏仁核一直存在困难。本方案旨在为在小鼠中成功利用微型显微镜靶向杏仁核细胞提供一项实用的操作指南。...

在自由活动小鼠杏仁核中使用头戴式微型显微镜成功实现活体钙成像

我们介绍一种从腹侧暴露成年小鼠脑干的实验方案。通过使用梯度折射率透镜与微型显微镜，可利用钙成像技术在活体中检测下橄榄核神经元胞体的活动。...

in vivo 小鼠下橄榄核钙成像

牙科水泥在固化过程中会发生收缩，从而导致基板移位。本方案通过形成一层留有空间的牙科水泥初始基底，以减少该问题。数周后，可在该支架上用少量新水泥将基板固定到位，从而降低收缩程度。...

使用基板植入及预装物镜的微型显微镜进行小鼠钙瞬变研究

海马体中的齿状回在学习和记忆中发挥着重要而独特的功能。本方案描述了一套稳定且高效的方法，用于对自由活动小鼠齿状回颗粒细胞进行在体钙成像。...

小鼠海马齿状回颗粒细胞的活体钙成像

本方案详细介绍了在自由活动的小鼠中，利用微型显微镜（miniscope）对下丘脑神经元进行体内钙成像，以研究社交状态操控（社交隔离与社交重聚）过程中下丘脑神经元的活动。该方法能够以单细胞分辨率成像下丘脑神经元活动，揭示社交需求与社交满足的神经表征，从而推动对社交稳态机制的深入研究。...

体内钙成像结合微型显微镜在小鼠下丘脑中用于研究社交行为

学习立体定向病毒注射和梯度指数晶状体植入术，用于自由活动小鼠深部脑区钙成像。该技术可实现细胞类型特异性、大规模且长期记录的神经动态研究。

立体定向病毒注射与梯度折射率透镜植入用于深部脑区体内钙成像

探索更多视频

立体定向病毒注射与梯度折射率透镜植入用于深部脑区 体内 钙成像

探索更多视频

立体定向病毒注射与梯度折射率透镜植入用于深部脑区体内钙成像