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La figure 1 montre une capture d'écran du logiciel personnalisé (NeuroLux Pro) développé dans l'environnement LabVIEW (National Instruments) utilisé pour l'enregistrement simultané de l'activité neuronale et le contrôle des paramètres d'impulsions de lumière (c'est à dire de fréquence d'impulsion, largeur d'impulsion, période de stimulation). Le logiciel envoie un signal de commande à un dispositif d'acquisition numérique qui génère des impulsions TTL pour le contrôle sur le laser à diode unique. En outre, le programme affiche de logiciels et les magasins l'activité neuronale enregistrée et signaux TTL livrés. Ces signaux sont numérisés par l'intermédiaire du dispositif d'acquisition à une fréquence d'échantillonnage définie (par exemple, 20 kHz). Signaux sont enregistrés comme un tableau à deux dimensions en double précision dans un fichier binaire.
La figure 2 montre la optrode personnalisé constitué par une électrode de tungstène fixé à une fibre optique. Une fibre optique est fixée à l'aide de l'électrode mince fil de suture à troisdes points. Si nécessaire, la super glue peut être utilisé pour les faire adhérer. Cependant, éviter de fixer définitivement la fibre optique à l'électrode, car bien que l'électrode peut être réutilisée plusieurs fois, transmission de la lumière à travers la fibre se dégrade avec l'utilisation répétée et devrait être clivé et nettoyé ou remplacé à chaque insertion dans le cerveau.
Panneaux gauche de la figure 3 montrent des images fluorescentes de la protéine fluorescente jaune, indiquant ChR2 réelle et l'expression NPHR. Ces photographies montrent l'expression de NPHR représentant chez le rat dorsale subiculum (figure 3A) et expression ChR2 dans le cortex prélimbique (figure 3B). Expression virale a été limitée principalement à la subiculum dorsal et le cortex prélimbique (par exemple, certains fluorescence a été observée dans le gyrus denté (figure 3A, à gauche)). Les pistes de l'électrode (piste mince, tête de flèche) et la fibre optique (piste d'épaisseur, flèche) ont également été observées.
la figure 4 montre que ChR2 induite dopage temporellement précis chez le rat cortex prélimbique. figure 4A est un exemple de trace de potentiels d'action ChR2 déclenchés en réponse à la livraison de 20 Hz de 10 ms des impulsions de lumière bleue de rat prélimbique cortex. Raster parcelle (figure 4B) montre l'activation ChR2-induite dans six neurones représentatives. Tous les neurones enregistrés ont montré dopage lumière évoqués avec une fidélité parfaite. Contrairement à ChR2, NPHR rapidement et de façon réversible taire activité spontanée in vivo chez le rat prélimbique cortex (panneau de droite de la figure 4). Figure 4C est un exemple de trace montrant que continue 532 nm éclairage (10 s) du cortex prélimbique exprimer NPHR sous la promoteur de CaMKllα élimine l'activité unitaire spontanée in vivo. A noter que la réduction au silence complète de l'activité des cellules pyramidales prélimbique temps est asservie à la production d'une lumière continue de 10 sec. Faibleer raster parcelle (figure 4D) montre silence NPHR-induite dans six neurones représentatives. Les deux enregistrements in vivo sont typiques de celles obtenues à partir de rats adultes Sprague-Dawley à laquelle la livraison médiée par AAV de gènes microbiens opsin s'est produite 18 à 21 jours avant.
La figure 5 montre le résultat d'une stimulation répétée ChR2 d'un neurone pyramidal prélimbique de rat. Impulsion de lumière bleue (10 msec) a été livré à 20 Hz pendant 5 sec (100 impulsions total). traces de tension du dopage lumière évoqués ont été acquis de manière répétée toutes les 2 min pendant une session d'enregistrement de 2 heures (61 répétitions au total). Même lors de l'utilisation de ce protocole de stimulation répétitive, ChR2 induite dopage stable et robuste en réponse à la livraison de la lumière.
Les figures 6 et 7 montrent les résultats de photoinhibition NPHR induite par photoactivation et CHR2-entraînée de l'activité du neurone de subicular de rat. Comme c'est le cas dans le cortex prélimbique, NPHR et ChR2 ont pumédiation de l'inhibition et l'activation des neurones subicular opsin transduites avec une grande reproductibilité temps-verrouillé induite lumière.

Figure 1. Capture d'écran de l'interface du logiciel Pro NeuroLux pour la livraison de la lumière et l'enregistrement simultanés électrophysiologique. Trace photo montre silence NPHR induite de l'activité spontanée de rat cellules pyramidales prélimbique en réponse à 10 secondes de la prestation de lumière nm continu 532. Cliquez ici pour agrandir la figure .

Figure 2. Image haute puissance de optrode personnalisé. Une fibre optique est introduite dans un tube capillaire en verre fixé à une électrode en tungstène et fixé à l'électrode en utilisant un fil de suture. La distance centre-à-centre entreen la pointe de l'électrode et la pointe de la fibre est d'environ 500 um.

Figure 3. Expression virale et le placement de optrode. (Gauche) Les photographies montrent l'expression de NPHR représentant dorsal subiculum (A) et d'expression dans le cortex ChR2 prélimbique (B). (À droite) Schéma qui représente l'endroit où chaque photo a été prise. La pointe de flèche et la flèche dans chaque photographie indiquent l'emplacement de l'électrode en tungstène et la fibre optique, respectivement. SUB: subiculum, DG: gyrus denté, PL:. Cortex prélimbique Cliquez ici pour agrandir la figure .

Figure 4. In vivo des enregistrements électrophysiologiques du ChR2 ou prelimb de rat NPHR transduitescortex ic. (A) Exemple de trace de potentiels d'action ChR2 déclenchés en réponse à la livraison de 20 Hz de bleu (473 nm) des impulsions de lumière (10 ms, bar bleu). (B) parcelle de Raster montrant dopage ChR2-induite dans six neurones représentatives. Chaque unité d'activité est tracée en un point. (C) Exemple de trace de suppression NPHR-induite de l'activité spontanée pendant vert continu (532 nm) de lumière d'illumination (10 sec, barre verte). (D) parcelle de Raster montrant silence NPHR-induite dans six neurones représentatives. Chaque unité d'activité est représentée par un point. Cliquez ici pour agrandir la figure .

Figure 5. Dopage répétitif 20 Hz ChR2-sortie d'un neurone pyramidal de prélimbique de rat in vivo. (A) Tension traces du dopage lumière évoquéeacquise au niveau des points de temps 0, 30, 60, 90, 120 minutes après le début des enregistrements. (B) parcelle de Raster montrant les 61 répétitions (2 min d'intervalle entre les essais, 120 min au total) de l'activation induite par la lumière. Chaque unité d'activité est représentée par un point. Cliquez ici pour agrandir la figure .

Figure 6. In vivo des enregistrements électrophysiologiques du NPHR transduction rat dorsale subiculum. (A) Exemple trace montrant que 10 sec continu 532 nm éclairage (barre verte) du subiculum dorsal exprimer NPHR élimine l'activité spontanée. (B) des formes d'onde moyenne des deux unités enregistrées à partir de la trace ci-dessus. Le seuil d'amplitude a été utilisée pour identifier deux neurones distincts. (C) parcelle de Raster montrant cinq répétitions de silence NPHR-induite de ces unités. Chaque unité d'activité est tracée en un point.

Figure 7. Répétitif 20 Hz entraîné CR2-dopage d'un rat dorsale subicular neurone in vivo. (A) Tension traces de la lumière évoquée dopage acquis aux points de temps 0, 30, 60, 90, 120 min après le début des enregistrements. Encart: activité typique de l'éclatement de cette cellule. (B) parcelle de Raster montrant les 61 répétitions (2 min d'intervalle entre les essais, 120 min au total) de l'activation induite par la lumière. Chaque unité d'activité est représentée par un point. Cliquez ici pour agrandir la figure .