Name: 体内 熟练运动行为的无线光遗传学控制 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-11-22T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 52 s
Description: 学习利用无线光遗传学结合高速摄像技术，在小鼠自由运动状态下操控特定神经元并分析精细运动行为。该方法有助于揭示神经发育及神经退行性疾病中的运动障碍机制。

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本工作由联合国大学-PAPIIT 项目 IA203520 资助。我们感谢 IFC 动物实验中心在小鼠品系维护方面提供的帮助，以及计算单元在信息技术支持方面的协助，特别感谢 Francisco Perez-Eugenio。

涉及动物使用的实验程序均遵循当地及国家指导原则，并经相应的机构动物护理与使用委员会批准（细胞生理研究所动物护理与使用委员会方案编号：VLH151-19）。Drd1-Cre 转基因雄性小鼠27，出生后35-40天、C57BL/6背景的小鼠用于本方案。小鼠饲养条件如下：温度22±1 °C，湿度55%，光照周期12/12小时，晚上7点关灯，出生后第21天断奶。断奶后幼鼠按性别分组，每组2-5只同笼饲养。&#160;动物饲养在带有微屏障盖的静态饲养盒中。垫料为无菌白杨木屑。啮齿类动物颗粒饲料&#160;并提供RO纯化水 随意摄取，除非另有说明。
1. 手术操作
<ol>
	<li>根据目标脑区的背腹向坐标准备适当长度的LED光纤套管（理想情况下比实际深度长0.5 mm以补偿颅骨厚度，例如背外侧纹状体为3.5 mm）（图1）。
	<ol>
		<li>将玻璃光纤裁剪至略长于最终所需长度，使用粗砂纸将光纤尖端研磨至目标长度，最后用细砂纸抛光光纤尖端。 
		注意：LED光纤套管是一种直径为250 µm的玻璃光纤，连接有红外接收器（见材料表）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用水平拉制仪（见材料表）制备玻璃移液管（外径1.14 mm，内径0.53 mm，长度3.5英寸），用于纳米注射器，并将其保存以备后续使用。编程拉制仪一次成形，使尖端直径为15–20 µm，并具有4–5 mm长的渐变锥形。</li>
	<li>通过使用70%乙醇彻底消毒立体定位仪、操作罩、微量注射器（见材料表）及周围表面，准备手术区域。 
	注意：小鼠立体定位仪对于精确注射腺相关病毒（AAVs）并将LED光纤套管植入目标脑区至关重要。</li>
	<li>穿戴适当的个人防护装备，包括洁净实验服或一次性手术服、无菌手套、口罩和一次性头帽。</li>
	<li>将必要的设备放置在手术区域附近，如无菌手术器械、棉签、溶液、微量移液器、枪头、毛细管、含矿物油的微填充器和标记笔。</li>
	<li>用矿物油填充用于微量注射的移液管，并将其插入微量注射器中。通过排出少量矿物油确保微量注射器正常工作。 
	注意：手术期间使用的所有器械均应经过高压灭菌并保持无菌状态，操作过程应遵循无菌技术。</li>
	<li>使用4–5%气态异氟烷诱导麻醉，并在手术过程中以1.2%维持麻醉，同时给予0.5–1 L/min纯氧。只有当动物达到深度麻醉状态（通过轻捏后肢无回缩反应判断）时才开始手术。
	<ol>
		<li>持续监测动物的呼吸频率和体温，并使用设定为34 °C的加热垫维持其体温。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>涂抹眼膏以保护角膜。使用剃毛器和脱毛膏去除头皮毛发，然后交替使用含8%聚维酮碘（见材料表）和70%乙醇的棉签各擦拭三次，清洁头皮。</li>
	<li>将小鼠固定于立体定位仪中，确保头部稳固，颅骨在内外侧轴和前后轴上保持水平。</li>
	<li>沿矢状轴方向，在眼睛水平处用手术刀做一条长约1 cm的切口。牵开皮肤暴露颅骨，并用棉签清除骨膜。</li>
	<li>用生理盐水和无菌棉签清洁颅骨表面。如有表面出血，使用无菌吸水眼用棉签（见材料表）或其他无菌吸水材料进行止血。</li>
	<li>用棉签滴加一滴2.5%过氧化氢，作用数秒以使颅骨缝清晰可见，提供更准确的定位参考。数秒后，用干净棉签彻底擦拭干净。</li>
	<li>使用玻璃移液管（最终尖端直径15 µm）定位前囟（bregma）和后囟（lambda），以确认颅骨在前后轴上已水平。 
	注意：建议使用体视显微镜或USB显微镜观察玻璃移液管尖端。如有需要，可调节口部固定器的高度以校正颅骨水平。</li>
	<li>将毛细管移至选定的前后（AP）和内外侧（ML）坐标位置（背外侧纹状体AP 1.2 mm，ML 2.28 mm），并在头皮上方对应位置用无菌标记笔标记参考点。</li>
	<li>在标记点处，使用无菌旋转工具或牙科钻（配小型圆形钻头，见材料表），以低至中等转速施加轻柔压力，进行直径约1 mm的颅骨开窗。</li>
	<li>向毛细管中装载300–400 nL的Cre依赖型腺相关病毒（AAV），例如AAV1-dflox-hChR-2-mCherry以表达光敏通道蛋白Channelrhodopsin，或仅表达报告蛋白（如mCherry）的AAV作为对照，靶向目标脑区（见材料表）。检查尖端是否堵塞，随后将玻璃移液管缓慢插入目标背腹向（DV）坐标位置（背外侧纹状体DV -3.35 mm）。
	<ol>
		<li>使用自动注射器以23 nL/s的速度注射200 nL。注射完成后等待10分钟，再缓慢撤出玻璃移液管以避免液体溢出。 
		注意：也可使用30 G针头配合合适的微量注射器进行注射。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>用棉签清除并干燥残留物。</li>
	<li>将无菌&#160;玻璃LED光纤套管连接至立体定位臂，以前囟为参考校准坐标。缓慢插入套管（300 µm/min），避免组织损伤，并将其置于注射位点上方100 µm处。</li>
	<li>光纤套管就位后，在颅骨开窗边缘滴加一滴组织粘合剂（100 µL）。</li>
	<li>按照制造商说明配制牙科水泥混合物（见材料表），用于将光纤固定于颅骨。 
	注意：简要步骤为：使用预冷的瓷皿以延长水泥固化前的操作时间；向瓷皿中加入两勺透明树脂粉末，再加入4滴快干基液和1滴催化剂，充分混合。可根据需要调整粉液比例以获得更稀或更稠的粘度。</li>
	<li>使用无菌刷将牙科水泥混合物逐层涂抹于套管连接器周围，直至完全覆盖颅骨且连接器牢固固定，同时确保引脚完全裸露。避免将牙科水泥沾到小鼠皮肤上。</li>
	<li>让其完全干燥。</li>
	<li>使用组织粘合剂闭合植入物周围的皮肤（见材料表）。</li>
	<li>将小鼠置于33 °C加热垫上的恢复笼中。监测是否存在以下一种或多种疼痛/不适表现：1）蜷缩体态、活动减少或缺失；2）因缺乏梳理导致毛发杂乱不洁；3）过度舔舐或抓挠、切口部位发红；4）攻击性行为；5）厌食或脱水；6）无法筑巢。 
	注意：在整个实验过程中应单独饲养小鼠，以防植入物脱落。若发生套管脱落，应在深度麻醉后注射150 mg/kg戊巴比妥钠实施安乐死，随后进行断头处理。</li>
	<li>术后每天皮下注射一次美洛昔康（1 mg/kg），连续三天，以提供镇痛。</li>
	<li>至少等待7天以完成术后恢复，并等待14天以确保视蛋白充分表达，之后再进行后续实验操作。 
	注意：术后每12小时随访一次，持续三天，之后每日检查动物状态，直至实验结束时实施安乐死。</li>
</ol>

2. 抓握训练
<ol>
	<li>术后第7天，开始食物剥夺方案28连续三天称量小鼠体重，以确定其自由进食状态下的平均体重。随后，制定食物限制计划，使动物获得足够的营养，以维持体重在平均值的约90%，且不低于85%。 
	注意：通过每天提供 2.5–3 克食物来实现。每天监测动物体重，并根据动物的行为和外观（例如毛发和眼睛状况）对其整体健康状况进行评分。使用参考文献中的体况评分系统29.</li>
	<li>在预训练、训练和测试期间，每天为每只小鼠提供20粒无尘巧克力味颗粒饲料（每粒20 mg）（参见 材料表）（在任务期间或之后食用，除标准食物颗粒外）。</li>
	<li>在适应训练开始前3天，每天在每只动物的饲养笼内撒入0.4克/只/天的无粉尘巧克力味颗粒饲料（20毫克/粒），使小鼠熟悉在抓取任务中作为奖励的颗粒饲料。</li>
	<li>实验前一日，将小鼠置于测试箱中适应10分钟，箱底散放食物颗粒图1A).</li>
	<li>训练和测试后每天提供食物。每天保持相似的时间安排。</li>
	<li>在预训练的第一天，将小鼠放入抓握训练箱内，并从前方进行观察。将颗粒饲料放置在箱体前方靠近开口处，以便小鼠开始摄取颗粒。在此阶段，允许小鼠以任何形式抓取颗粒。</li>
	<li>在预训练的第二天，将食丸逐渐从开口处移远，直至放置于凹陷处（距开口1 cm），以便小鼠调整其抓取动作图1C).</li>
	<li>训练小鼠跑向笼子后端，再返回笼口以获取下一个食物颗粒，以此作为个体化试验的策略。 
	注意：每次试验时，可等待小鼠移动到笼子后部后再将颗粒放入凹槽中来实现。</li>
	<li>将颗粒置于动物的右侧或左侧爪子可触及的位置。 
	注意：小鼠将开始优先使用一只前爪进行抓握，该前爪将在后续数天的训练和测试中持续使用。</li>
	<li>每天进行一次训练，每次持续20次试验或最长10分钟，共训练6天。从第2天开始，在训练中放置模拟接收器（尺寸为12 × 18 × 7 mm，重量为1 g，参见 材料表），因此小鼠在执行任务时可逐渐适应该重量图1B）。每天记录击中次数&#160;以及遗漏的试验。</li>
	<li>使用普通摄像机从训练箱前方记录行为，采集速率为30-60帧/秒。此外，可在训练箱下方以45°角放置一面镜子，以监测动物的姿势图1D，E).</li>
	<li>对于 事后 运动学分析图2），安装一台高速摄像机（参见 材料表以45°角从笼子侧面进行拍摄。如果需要三维分析，则放置第二台高速摄像机，从笼子前方35°角位置进行拍摄；两台摄像机应根据动物的偏侧性置于笼子的同一侧（左侧或右侧），并以相同的帧率同步采集图像。7 (图3D，E).</li>
	<li>将高速摄像机设置为100帧/秒，分辨率为376 × 252像素或更高（如条件允许）。在培养室两侧和后方放置白色泡沫塑料板，以降低背景干扰并提高对比度图1E).</li>
	<li>测试当天，将模拟装置替换为红外接收器，用于无线光遗传学刺激（图1B, C).</li>
	<li>当小鼠开始抓取时，用手动遥控器开启LED光纤套管，使其在行为执行期间持续刺激，但持续时间不超过2秒。建议编程设定自动刺激范式。刺激装置触发波长为470 nm（蓝光）的LED，光纤尖端光强为1.0 mW/mm2.</li>
	<li>收集视频以进行进一步检查，包括评分和运动学分析。</li>
</ol>
3. 事后组织学验证
<ol>
	<li>实验结束后，确认病毒表达和LED光纤植入位置。使用100 mg/kg氯胺酮和10 mg/kg赛拉嗪混合物麻醉动物。当小鼠表现出深度麻醉迹象（步骤1.7）后，用冰冻的磷酸盐缓冲液（PBS）灌注，随后使用4%多聚甲醛（PFA）灌注。</li>
	<li>用镊子牢固夹住连接器，轻轻向上提起，小心移除已植入的光纤套管。</li>
	<li>取出脑组织，并在4% PFA中后固定24小时23。</li>
	<li>用PBS清洗3-10分钟。</li>
	<li>使用切片机将脑组织切成50 µm厚的切片（见材料表）。</li>
	<li>将切片置于载玻片上，使用含DAPI的硬性封片剂封片，以标记细胞核。</li>
	<li>干燥后，在共聚焦显微镜下观察切片，确认光纤套管植入位置以及Ch2R与任何荧光蛋白融合的表达情况。</li>
</ol>

<ol><li>Balbinot, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Post-stroke+kinematic+analysis+in+rats+reveals+similar+reaching+abnormalities+as+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Report%22%5BJournal%5D)">Post-stroke kinematic analysis in rats reveals similar reaching abnormalities as humans.</a> Scientific Report. 8 (1), 8738(2018).</li>
<li>Klein, A., Sacrey, L. A., Whishaw, I. Q., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+rodent+skilled+reaching+as+a+translational+model+for+investigating+brain+damage+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+%26+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">The use of rodent skilled reaching as a translational model for investigating brain damage and disease.</a> Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 36 (3), 1030-1042 (2012).</li>
<li>MacLellan, C. L., Gyawali, S., Colbourne, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skilled+reaching+impairments+follow+intrastriatal+hemorrhagic+stroke+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Skilled reaching impairments follow intrastriatal hemorrhagic stroke in rats.</a> Behavioural Brain Research. 175 (1), 82-89 (2006).</li>
<li>Evenden, J. L., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+unilateral+6-hydroxydopamine+lesions+of+the+caudate-putamen+on+skilled+forepaw+use+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Effects of unilateral 6-hydroxydopamine lesions of the caudate-putamen on skilled forepaw use in the rat.</a> Behavioural Brain Research. 14 (1), 61-68 (1984).</li>
<li>Rodgers, R. A., Travers, B. G., Mason, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bimanual+reach+to+grasp+movements+in+youth+with+and+without+autism+spectrum+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Psychology%22%5BJournal%5D)">Bimanual reach to grasp movements in youth with and without autism spectrum disorder.</a> Frontiers in Psychology. 9, 2720(2019).</li>
<li>Sacrey, L. A. -O., Zwaigenbaum, L., Bryson, S., Brian, J., Smith, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+reach-to-grasp+movement+in+infants+later+diagnosed+with+autism+spectrum+disorder%3A+a+high-risk+sibling+cohort+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurodevelopmental+Disorders%22%5BJournal%5D)">The reach-to-grasp movement in infants later diagnosed with autism spectrum disorder: a high-risk sibling cohort study.</a> Journal of Neurodevelopmental Disorders. 10 (1), 41(2018).</li>
<li>Azim, E., Jiang, J., Alstermark, B., Jessell, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skilled+reaching+relies+on+a+V2a+propriospinal+internal+copy+circuit%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Skilled reaching relies on a V2a propriospinal internal copy circuit.</a> Nature. 508 (7496), 357-363 (2014).</li>
<li>Marques, J. M., Olsson, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+of+juvenile+mice+in+a+reach-to-grasp+task%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Performance of juvenile mice in a reach-to-grasp task.</a> Journal of Neuroscience Methods. 193 (1), 82-85 (2010).</li>
<li>Miklyaeva, E. I., Castaneda, E., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skilled+reaching+deficits+in+unilateral+dopamine-depleted+rats%3A+Impairments+in+movement+and+posture+and+compensatory+adjustments%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Skilled reaching deficits in unilateral dopamine-depleted rats: Impairments in movement and posture and compensatory adjustments.</a> The Journal of Neuroscience. 14 (11), Pt 2 7148-7158 (1994).</li>
<li>Vaidya, M., Kording, K., Saleh, M., Takahashi, K., Hatsopoulos, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+coordination+during+reach-to-grasp%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Neural coordination during reach-to-grasp.</a> Journal of Neurophysiology. 114 (3), 1827-1836 (2015).</li>
<li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deconstruction+of+corticospinal+circuits+for+goal-directed+motor+skills%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Deconstruction of corticospinal circuits for goal-directed motor skills.</a> Cell. 171 (2), 440-455 (2017).</li>
<li>Xu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+formation+and+selective+stabilization+of+synapses+for+enduring+motor+memories%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Rapid formation and selective stabilization of synapses for enduring motor memories.</a> Nature. 462 (7275), 915-919 (2009).</li>
<li>Ian, Q. W., Sergio, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+structure+of+skilled+forelimb+reaching+in+the+rat%3A+A+proximally+driven+movement+with+a+single+distal+rotatory+component%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">The structure of skilled forelimb reaching in the rat: A proximally driven movement with a single distal rotatory component.</a> Behavioural Brain Research. 41 (1), 49-59 (1990).</li>
<li>Proske, U., Gandevia, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+proprioceptive+senses%3A+their+roles+in+signaling+body+shape%2C+body+position+and+movement%2C+and+muscle+force%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Reviews%22%5BJournal%5D)">The proprioceptive senses: their roles in signaling body shape, body position and movement, and muscle force.</a> Physiological Reviews. 92 (4), 1651-1697 (2012).</li>
<li>Yttri, E. A., Dudman, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Opponent+and+bidirectional+control+of+movement+velocity+in+the+basal+ganglia%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Opponent and bidirectional control of movement velocity in the basal ganglia.</a> Nature. 533 (7603), 402-406 (2016).</li>
<li>Donchin, O., Gribova, A., Steinberg, O., Bergman, H., Vaadia, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primary+motor+cortex+is+involved+in+bimanual+coordination%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Primary motor cortex is involved in bimanual coordination.</a> Nature. 395 (6699), 274-278 (1998).</li>
<li>Brus-Ramer, M., Carmel, J. B., Martin, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+cortex+bilateral+motor+representation+depends+on+subcortical+and+interhemispheric+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Motor cortex bilateral motor representation depends on subcortical and interhemispheric interactions.</a> The Journal of Neuroscience. 29 (19), 6196-6206 (2009).</li>
<li>d'Avella, A., Saltiel, P., Bizzi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combinations+of+muscle+synergies+in+the+construction+of+a+natural+motor+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Combinations of muscle synergies in the construction of a natural motor behavior.</a> Nature Neuroscience. 6 (3), 300-308 (2003).</li>
<li>Fattori, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hand+orientation+during+reach-to-grasp+movements+modulates+neuronal+activity+in+the+medial+posterior+parietal+area+V6A%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Hand orientation during reach-to-grasp movements modulates neuronal activity in the medial posterior parietal area V6A.</a> The Journal of Neuroscience. 29 (6), 1928-1936 (2009).</li>
<li>vanden Berg, F. E., Swinnen, S. P., Wenderoth, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitability+of+the+motor+cortex+ipsilateral+to+the+moving+body+side+depends+on+spatio-temporal+task+complexity+and+hemispheric+specialization%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Excitability of the motor cortex ipsilateral to the moving body side depends on spatio-temporal task complexity and hemispheric specialization.</a> PLoS One. 6 (3), 17742(2011).</li>
<li>vanden Berg, F. E., Swinnen, S. P., Wenderoth, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Involvement+of+the+primary+motor+cortex+in+controlling+movements+executed+with+the+ipsilateral+hand+differs+between+left-+and+right-handers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cognitive+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Involvement of the primary motor cortex in controlling movements executed with the ipsilateral hand differs between left- and right-handers.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 23 (11), 3456-3469 (2011).</li>
<li>Verstynen, T., Diedrichsen, J., Albert, N., Aparicio, P., Ivry, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ipsilateral+motor+cortex+activity+during+unimanual+hand+movements+relates+to+task+complexity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Ipsilateral motor cortex activity during unimanual hand movements relates to task complexity.</a> Journal of Neurophysiology. 93 (3), 1209-1222 (2005).</li>
<li>Lopez-Huerta, V. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Striatal+bilateral+control+of+skilled+forelimb+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Striatal bilateral control of skilled forelimb movement.</a> Cell Reports. 34 (3), 108651(2021).</li>
<li>Lopez-Huerta, V. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neostriatum%3A+two+entities%2C+one+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Structure+and+Function%22%5BJournal%5D)">The neostriatum: two entities, one structure.</a> Brain Structure and Function. 221 (3), 1737-1749 (2016).</li>
<li>Becker, M. I., Calame, D. J., Wrobel, J., Person, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Online+control+of+reach+accuracy+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Online control of reach accuracy in mice.</a> Journal of Neurophysiology. 124 (6), 1637-1655 (2020).</li>
<li>Jaidar, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronized+activation+of+striatal+direct+and+indirect+pathways+underlies+the+behavior+in+unilateral+dopamine-depleted+mice%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Synchronized activation of striatal direct and indirect pathways underlies the behavior in unilateral dopamine-depleted mice.</a> European Journal of Neuroscience. 49 (11), 1512-1528 (2019).</li>
<li>Gong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+Cre+recombinase+to+specific+neuron+populations+with+bacterial+artificial+chromosome+constructs%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Targeting Cre recombinase to specific neuron populations with bacterial artificial chromosome constructs.</a> The Journal of Neuroscience. 27 (37), 9817-9823 (2007).</li>
<li>Rowland, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food+or+fluid+restriction+in+common+laboratory+animals%3A+balancing+welfare+considerations+with+scientific+inquiry%5BTitle%5D)+AND+%22Comparative+Medicine%22%5BJournal%5D)">Food or fluid restriction in common laboratory animals: balancing welfare considerations with scientific inquiry.</a> Comparative Medicine. 57 (2), 149-160 (2007).</li>
<li>Ullman-Culleré, M. H., Foltz, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Body+condition+scoring%3A+a+rapid+and+accurate+method+for+assessing+health+status+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Laboratory+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Body condition scoring: a rapid and accurate method for assessing health status in mice.</a> Laboratory Animal Science. 49 (3), 319-323 (1999).</li>
<li>Chen, C. C., Gilmore, A., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+motor+skill+learning+by+single-pellet+reaching+tasks+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Study motor skill learning by single-pellet reaching tasks in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (85), e51238(2014).</li>
<li>Fink, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Presynaptic+inhibition+of+spinal+sensory+feedback+ensures+smooth+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Presynaptic inhibition of spinal sensory feedback ensures smooth movement.</a> Nature. 509 (7498), 43-48 (2014).</li>
<li>Li, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Refinement+of+learned+skilled+movement+representation+in+motor+cortex+deep+output+layer%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communication%22%5BJournal%5D)">Refinement of learned skilled movement representation in motor cortex deep output layer.</a> Nature Communication. 8, 15834(2017).</li>
<li>Overduin, S. A., d'Avella, A., Carmena, J. M., Bizzi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstimulation+activates+a+handful+of+muscle+synergies%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Microstimulation activates a handful of muscle synergies.</a> Neuron. 76 (6), 1071-1077 (2012).</li>
<li>Miyazaki, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+Timescale+interrogation+of+neuronal+function+by+fiberless+optogenetics+using+lanthanide+micro-particles%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Large Timescale interrogation of neuronal function by fiberless optogenetics using lanthanide micro-particles.</a> Cell Reports. 26 (4), 1033-1043 (2019).</li>
<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wireless+multilateral+devices+for+optogenetic+studies+of+individual+and+social+behaviors%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Wireless multilateral devices for optogenetic studies of individual and social behaviors.</a> Nature Neuroscience. 24 (7), 1035-1045 (2021).</li>
<li>Kampasi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiberless+multicolor+neural+optoelectrode+for+in+vivo+circuit+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Fiberless multicolor neural optoelectrode for in vivo circuit analysis.</a> Scientific Reports. 6, 30961(2016).</li>
<li>Allen, B. D., Singer, A. C., Boyden, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Principles+of+designing+interpretable+optogenetic+behavior+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Learning+%26+Memory%22%5BJournal%5D)">Principles of designing interpretable optogenetic behavior experiments.</a> Learning & Memory. 22 (4), 232-238 (2015).</li>
<li>Packer, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPacker%2C+AM+%22Nature+Methods%22">Nature Methods</a>. 9, 1202-1205 (2012).</li>
</ol>

作者声明无利益冲突。

在明确定义的行为范式中，利用光遗传学操控神经元群体正在推动我们对运动控制机制的理解7,23。无线方法特别适用于需要对多个动物进行测试或自由活动的任务34,35。随着技术与设备的不断优化，任何结合光遗传学的行为实验都应优先选择无线方法34,36。
目前的方法具有多种优势，因为微型LED可提供高强度的稳定光源，且植入物可用于需要持续数天刺激的研究。然而，插入用于视蛋白刺激的光纤可能会对脑组织造成机械性损伤，在套管所在位置引发感染，偶尔还会导致炎症37。长期高频的光遗传学刺激已被证明会产生热量，可能导致光毒性37。通过使用红移效应视蛋白（这类视蛋...

大多数由我们完成的动作都包含运动技能行为，已知这种行为会受到多种脑部疾病的影响1,2,3,4,5,6。实施能够研究技能性动作发展、学习和表现的任务，对于理解运动功能的神经生物学基础至关重要，尤其是在脑损伤、神经退行性疾病和神经发育障碍的模型中2,7,8,9,10,11,12,13。伸手抓取和取回物体是日常生活中常见的动作，也是早期发育过程中最先获得的运动技能之一，并在随后的岁月中不断精细化5,6。该行为包含一系列复杂的感官-运动过程，例如对物体特征的感知、运动规划、动作选择、运动执行、身体协调以及速度调节7,14,15,16。因此，单侧手部高灵巧性任务需要双侧大脑多个脑区的共同参与16,17,18,19,20,21,22。在小鼠中，单颗粒伸手抓取任务具有多个可独立控制和分析的阶段7,13,23。这一特点使得研究人员能够在技能习得和行为表现的不同阶段，研究特定神经元亚群的贡献，并为运动系统的深入研究提供平台13,23,24。该动作持续数秒；因此，应采用高速摄像技术对技能性运动轨迹的不同阶段进行运动学分析7,25。可以从视频中提取多种参数，包括身体姿势、运动轨迹、速度以及错误类型25。运动学分析可用于检测无线光遗传操控过程中产生的细微行为变化7,23。
使用微型发光二极管（LED）进行光递送 通过 一种无线头戴式系统可实现动物在执行任务时的远程光遗传学控制。该无线光遗传学控制器接收来自刺激器的单脉冲或连续触发指令，并向连接至微型LED的接收器发送红外（IR）信号。23,26本方案将这种无线光遗传学方法与高精度灵巧性任务的高速视频记录相结合，以解析特定神经元群体在精细运动行为执行过程中的作用。23由于这是单手任务，因此可用于评估双侧大脑半球结构的参与情况。传统上，大脑对身体运动的控制具有高度的不对称性；然而，高灵巧性任务需要多个脑区的精细协调与控制，包括同侧核团以及核团内不同神经元亚群的差异性参与。10,20,21,22,23该方案表明，来自双侧半球的皮层下结构控制前肢的运动轨迹23该范式可用于研究其他脑区及脑部疾病模型。

<table><tbody><tr><td>麻醉机</td><td>RWD</td><td>R583S</td><td>异氟烷蒸发器</td></tr><tr><td>Anesket</td><td>PiSA</td><td></td><td>氯胺酮</td></tr><tr><td>光学实验平台</td><td>Thorlabs</td><td>MB3090/M</td><td>实心铝制光学面包板</td></tr><tr><td>相机镜头</td><td>Canon</td><td></td><td>50mm f/1.4 手动对焦镜头（C接口）</td></tr><tr><td>相机系统</td><td>BrainVision</td><td>MiCAM02</td><td>相机控制器和同步器</td></tr><tr><td>棉签</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>CS溶液</td><td>PiSA</td><td></td><td>9%氯化钠溶液</td></tr><tr><td>定制训练舱</td><td>自制</td><td></td><td></td></tr><tr><td>钻头#105</td><td>Dremel</td><td>2 615 010 5AE</td><td>雕刻刀头</td></tr><tr><td>无尘精密巧克力颗粒</td><td>Bio-Serv</td><td>F05301</td><td></td></tr><tr><td>乙醇</td><td>J.T.&amp;nbsp; Baker</td><td>9000-02</td><td>乙醇</td></tr><tr><td>眼用棉签</td><td>Ultracell</td><td>40400-8</td><td>由吸水性PVA材料制成的眼用棉签</td></tr><tr><td>Fluriso</td><td>VetOne</td><td>V1 502017-250</td><td>异氟烷</td></tr><tr><td>玻璃毛细管</td><td>Drumond Scientific</td><td>3-000-203-G/X</td><td>NanoJect II用移液管</td></tr><tr><td>过氧化氢</td><td>Farmacom</td><td></td><td>消毒剂</td></tr><tr><td>高速相机</td><td>BrainVision</td><td>MiCAM02-CMOS</td><td>单色高速相机</td></tr><tr><td>红外发射器</td><td>Teleopto</td><td></td><td></td></tr><tr><td>胰岛素注射器</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>LED套管</td><td>Teleopto</td><td>TelC-c-l-d</td><td>250 µm 487 nm光LED套管</td></tr><tr><td>10 µL微量移液器</td><td>Eppendorf</td><td>Z740436</td><td></td></tr><tr><td>微电极拉制仪</td><td>Sutter</td><td>P-87</td><td>水平拉制仪</td></tr><tr><td>显微镜LSM780</td><td>Zeiss</td><td></td><td>共聚焦显微镜</td></tr><tr><td>切片机</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>模拟接收器</td><td>Teleopto</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NanoJect II</td><td>Drumond Scientific</td><td>3-000-204</td><td>微量注射器</td></tr><tr><td>氧气瓶</td><td>Infra</td><td>na</td><td></td></tr><tr><td>pAAV-EF1a-double.floxed-hChR2(H134R)-mCherry-WPRE- HGHpA</td><td>Addgene</td><td>20297</td><td>用于ChR2表达的病毒载体</td></tr><tr><td>Parafilm封口膜</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>多聚甲醛</td><td>Sigma</td><td>P-6148</td><td></td></tr><tr><td>磷酸盐缓冲液</td><td>Sigma</td><td>P-4417</td><td>磷酸盐缓冲液片剂</td></tr><tr><td>10 µL移液器吸头</td><td>ThermoFisher</td><td>AM12635</td><td>0.5–10 µL&amp;nbsp; 容量</td></tr><tr><td>Pisabental</td><td>PiSA</td><td></td><td>戊巴比妥钠</td></tr><tr><td>有机玻璃</td><td>商用</td><td></td><td>丙烯酸板材</td></tr><tr><td>聚维酮碘</td><td>Farmacom</td><td></td><td>消毒剂</td></tr><tr><td>Procin</td><td>PiSA</td><td></td><td>赛拉嗪</td></tr><tr><td>Puralube</td><td>Perrigo pharma</td><td>1228112</td><td>眼用润滑剂（15%矿物油/85%凡士林）</td></tr><tr><td>旋转工具</td><td>Kmoon</td><td>Mini grinder</td><td>标准型</td></tr><tr><td>手术刀</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>手术刀片</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>立体定位仪</td><td>Stoelting</td><td>51730D</td><td>数字型装置</td></tr><tr><td>Super-Bond C&amp;B</td><td>Sun Medical</td><td></td><td>牙科水泥</td></tr><tr><td>一次性外科手术帽</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Teleopto遥控器</td><td>Teleopto</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tg Drd1-Cre小鼠品系</td><td>Gensat</td><td>036916-UCD</td><td>转基因插入FK150Gsat</td></tr><tr><td>组织粘合剂</td><td>3M Vetbond</td><td>1469SB</td><td></td></tr><tr><td>TPI Vibratome 1000 plus</td><td>Peico</td><td></td><td>切片机</td></tr><tr><td>含DAPI的Vectashield封片剂</td><td>Vector laboratories</td><td>H-1200</td><td>封片介质</td></tr><tr><td>无线接收器</td><td>Teleopto</td><td>TELER-1-P</td><td></td></tr></tbody></table>

在体 无线光遗传学控制精细运动行为

In Vivo Wireless Optogenetic Control of Skilled Motor Behavior

精细运动技能在日常生活中至关重要，而在多种神经系统疾病中可能受损。这些技能的习得与执行需要感觉-运动整合，并涉及对大脑双侧回路的精确控制。在动物模型中实施单侧肢体行为范式，将有助于深入理解脑结构（如纹状体）在复杂运动行为中的作用，因为它允许在任务执行过程中对正常条件和疾病状态下特定核团的神经活动进行操控和记录。
自创建以来，光遗传学已成为研究大脑的主要工具，能够选择性地靶向激活或抑制特定神经元群体。将光遗传学与行为学检测相结合，有助于揭示特定脑功能的潜在机制。采用微型发光二极管（LED）的无线头戴式系统可在完全自由活动的动物中实现远程光遗传控制，克服了有线系统对动物行为限制较多的问题，同时不降低光发射效率。本实验方案将无线光遗传学方法与高速视频记录技术结合，应用于单手上肢灵巧性任务中，以解析特定神经元群体对精细运动行为的贡献。

抓取任务是一种广泛用于研究在不同实验操控条件下精细技能运动的形成、学习、表现及运动学特征的范式。小鼠在几天内即可学会执行该任务，并在训练5天后达到超过55%的准确率，进入平台期（图2A，B）。与先前报道结果相似，部分动物无法正确执行任务（占29.62%），应将其排除在后续分析之外30。其中包含一类非学习型小鼠（54只中有6只，占11.1%），它们从训练初期即未能命中目标，抓取时与食丸距离过远，或在尚未到达食丸正上方的正确位置时便提前执行抓取动作。在训练初期，另一组小鼠能以较高准确率完成任务，但从第3至4天起开始表现变差，抓取位置逐渐偏离食丸（54只中有10只，占18.51%）。在此群体中，部分小鼠起初使用偏好爪进行训练，但在数天后改变了爪的偏好；这一现象此前已被Chen等（2014）讨论过30。
伸手抓取动作在不同试验之间以及动物个体内部均具有高度的刻板性（<strong class="xfig...

本实验方案描述了如何在自由活动的小鼠中，将无线光遗传学技术与高速视频记录相结合，用于单颗粒取食抓握任务，以表征参与精细运动行为的神经环路。

精细运动技能在日常生活中至关重要，且可能在多种神经系统疾病中受损。这些技能的习得与执行涉及……

本方案有助于研究熟练运动行为背后的脑机制。无线光遗传学技术可在受试者自由活动执行任务时，操控特定神经元。结合高速视频记录，可对精细运动行为进行详细分析。该方法有助于理解神经发育性和神经退行性疾病中的运动障碍问题。这些技术也可用于研究其他行为范式中的脑功能。我实验室的本科生 Diana Rodriguez-Munoz 将协助进行实验。进行手术操作时，首先根据目标结构的背腹向坐标，准备相应长度的LED导管。具体操作如下：将玻璃光纤裁剪至比最终所需长度稍长，然后使用粗砂纸将光纤尖端研磨至目标长度，再用细砂纸对光纤尖端进行抛光处理。进行显微注射时，用矿物油填充移液管，并将移液管放入显微注射仪中。通过注射少量矿物油以确认显微注射仪工作正常。接下来，为麻醉后的小鼠进行手术准备：涂抹眼用软膏，并使用修毛器和脱毛膏去除头皮上的毛发。然后，使用浸有8%聚维酮碘和70%乙醇的棉签交替擦拭头皮，每种溶液各擦拭三次。消毒后，将小鼠置于立体定位仪中并固定头部，确保颅骨在内侧-外侧和前-后轴向上保持水平。使用手术刀沿矢状轴方向在眼睛水平处对头皮进行约1厘米的切口。然后，向后牵拉皮肤以暴露颅骨，并用棉签清除骨膜。用生理盐水和棉签清洁颅骨表面，并使用无菌吸水性眼用棉签处理表面任何出血点。接着，用棉签滴加一滴2.5%过氧化氢，作用数秒钟，使颅骨缝清晰可见，从而获得更准确的定位参考。数秒后，用干净的棉签彻底清洁该区域。使用末端直径为15微米的玻璃移液管，定位前囟和后囟，以确认颅骨在前后轴上处于水平位置。然后，用记号笔在选定坐标的头皮上方标记一个参考点。在参考点处，使用小型圆形牙科钻头，以低至中等转速通过旋转工具对颅骨施加轻柔压力，进行直径为一毫米的颅骨开孔。完成后，将毛细管移至选定的前后（AP）和内外（ML）坐标位置。向毛细管中加载 300 至 400 纳升的 CreE 依赖性腺相关病毒（AAV），例如 AAV1、D-flox 通道视紫红质 mCherry，以在目标区域表达通道视紫红质。可使用一种AAV作为对照来表达报告蛋白。在确认玻璃移液管尖端未堵塞后，将玻璃移液管插入背侧-腹侧坐标减去3.35毫米处的背外侧纹状体，并使用自动注射器以每秒23纳升的速度注入200纳升病毒。注射后等待10分钟，再缓慢撤出玻璃移液管，以避免溢出。然后，使用棉签清洁并擦干残留物。接下来，将玻璃LED光纤套管连接至脑立体定位仪的固定臂，并以前囟为参考点校准坐标。随后，缓慢插入套管以避免组织损伤，并将其置于注射位点上方100微米处。LED光纤套管就位后，在颅骨开孔边缘处滴加100微升组织粘合剂。使用无菌刷将新配制的牙科水泥混合物逐层涂抹于套管连接处周围，直至完全覆盖颅骨，并确保连接头牢固固定在颅骨上，同时保持金属引脚完全裸露。待牙科水泥完全干燥后，使用组织粘合剂闭合植入物周围的皮肤。然后，将小鼠置于加热垫上、温度为33摄氏度的恢复笼中，并监测其不适或疼痛的迹象。使用普通相机记录动物的行为，并以每秒30至60帧的速率从训练舱前方进行拍摄。可在训练舱下方以45度角放置一面镜子，以观察动物的姿势。当小鼠开始触及食丸时，使用遥控器手动打开LED光纤套管，使其在动物执行行为期间持续刺激，但持续时间不超过两秒。刺激装置触发波长为470纳米的LED，其尖端光强为1毫瓦/平方毫米。通过抓取任务研究动物在光遗传学操控下的精细运动行为。小鼠在几天内学会了执行该任务，准确率超过55%，经过五天训练后达到稳定水平。通过高速摄像技术追踪其运动轨迹，从而实现对运动学的分析。对行进距离、速度、加速度、终点位置和运动轨迹等可量化参数进行了评估。在未成功的试验中，小鼠开始抓取动作时距离颗粒的位置比成功试验更远。此外，错误与小鼠的姿势显著相关，表现为成功与未成功试验期间身体角度的差异。与对照条件相比，对侧表达多巴胺D1受体的棘状投射神经元（SPNs）的激活降低了抓取成功率。在光遗传学刺激过程中，足爪运动轨迹的行进距离增加，导致无法准确触及食丸，并使初始错误类型一增加。主成分分析（PCA）显示，在对侧 D1 型 SPN 激活期间，所有试验的运动轨迹聚集成一个独立的簇，与对照簇几乎无重叠，表明相似性较低。同侧 DSPN 的激活则导致运动轨迹离散程度增加，PCA 分析显示了这一现象。因此，同侧 D1 型棘状神经元（SPNs）的激活改变了抓取轨迹，但未改变行为结果。实施该方案时，需注意正确放置套管，以避免在训练过程中发生脱落。该方法可用于其他行为范式，以研究运动行为、感觉处理、学习和记忆。无线光遗传学将能够研究真正自由活动的受试者中自然行为及其神经生物学基础。

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Research

科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

体内 熟练运动行为的无线光遗传学控制

来源：Kodani, S.，等．在监测小鼠睡眠/觉醒状态期间对神经环路进行光遗传学操控．J. Vis. Exp.

光遗传学操控小鼠睡眠到觉醒转换中的神经环路

光遗传学的发展如今提供了精确刺激特定基因定义的神经元和神经环路的手段，两者均可 体外 和...

用于脑组织慢性光遗传学刺激的光纤植入

神经科学领域近期发展出了一种结合遗传学与光学技术的工具，称为“光遗传学”，该技术能够以前所未有的空间和时间分辨率调控神经环路的活动。本文提供了一种整合光遗传学 体内...

一种用于活体中高保真光遗传学控制单个锥体神经元的方法 in vivo

在此，我们描述了一种在半离体条件下通过光遗传学手段操控运动神经元活动，同时监测运动输出（肌肉收缩）变化的实验方案。 果蝇...

利用激光照射对半完整神经组织进行光遗传学干预以调控神经活动 果蝇 运动中的幼虫

光遗传学已成为行为神经科学研究中的一种强大工具。本方案提供了激光系统设计与搭建的逐步指南，并给出了进行多重且同步实验操作的完整方案 体内...

in vivo 光遗传学刺激啮齿类动物中枢神经系统

介绍了一种用于自由活动大鼠的多通道神经记录与刺激的无线双向系统。该系统轻便紧凑，对动物的行为模式影响极小。此外，这种双向系统为评估脑激活模式与行为之间的因果关系提供了先进的工具。...

一种无线双向接口 体内 在自由活动大鼠中记录与刺激神经活动

本文介绍了在监测小鼠睡眠/觉醒状态期间，对特定类型神经元进行光遗传学操控的方法，并以我们近期关于终纹床核的研究为例进行说明。...

在监测小鼠睡眠/觉醒状态期间对神经环路进行光遗传学操控

本文介绍了一种利用丝素蛋白薄膜将病毒表达载体递送至大脑的方法。该方法可利用涂有丝素蛋白/腺相关病毒（AAV）的光纤、锥形光纤以及颅窗实现表达载体的靶向递送。...

体内 靶向表达光遗传学蛋白的丝素蛋白/腺相关病毒薄膜应用

通过光遗传学手段操控特定的神经元群体或脑区，可在自由活动的动物中以高时空分辨率调控其行为。结合不同类型的光遗传学工具与慢性植入的光纤，可实现多种神经调控及行为学检测。...

光遗传学操控神经元活动以调节自由活动小鼠的行为

本文介绍了一种通过光遗传学工具对特定脑区进行病毒转导的实验方案，以实现对急性啮齿类动物脑切片中特定突触的电生理特性进行表征。...

离体 光遗传学探究内侧前额叶皮层至外侧内嗅皮层的长程突触传递与可塑性

我们开发了一种简化且经济高效的电极制备方法，并在自由活动的小鼠中实现了多个脑区信号的记录。结合光遗传学、多脑区电生理记录和钙信号记录，揭示了癫痫点燃模型中跨脑区的神经元活动特征。...

一种用于多区域体内记录的灵活便捷电生理光导电极的集成制备方法

学习利用无线光遗传学结合高速摄像技术，在小鼠自由运动状态下操控特定神经元并分析精细运动行为。该方法有助于揭示神经发育及神经退行性疾病中的运动障碍机制。

在体无线光遗传学控制精细运动行为

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