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À l’aide de la fenêtre optique bilatérale, nous avons obtenu des résultats de 2 expériences distinctes. La première expérience employé exprimant EGFP souris pour varicosités dendritiques image. Figure 4 1-3 donne des exemples d’images prises à des moments différents après l’implantation de la fenêtre optique. Notez que le nombre et la localisation des ramifications dendritiques et épines sont remarquablement stables entre les 2 vues (Figure 4, E, z-projection).
La seconde expérience employé Thy1 -GCaMP6s des souris transgéniques pour mesurer le calcium intracellulaire transitoire, ce qui illustre comment la physiologie du calcium peut être mesurée au sein d’un seul neurone en vivo (Figure 6). Cette technique permet d’enregistrer et de quantifier l’activité spontanée dans les populations de neurones pyramidaux de la couche V situés à aussi profond que > 500 µm au-dessous de l’assembly pia. Les réponses spontanées moyennes au fil du temps (calculé selon les réponses moyens à chaque point dans le temps) peuvent être calculées à travers de nombreux essais. La technique de 2p a l’avantage de détecter l’activité simultanément dans des populations de neurones dispersées ou grandes sur une longue période avec peu de perturbations mécaniques au cerveau par rapport aux enregistrements multi-électrodes.
Pour générer une mesure moyenne acceptable, 5 à 10 essais sont recommandés. Le nombre de procès dépendra des réponses spontanées ou variabilité inhérente des réponses à une stimulation particulière. Si toutes les étapes sont suivies strictement, comme décrit ci-dessus, un chercheur formé dans les deux technique de fenêtre crânienne éclaircis-crâne et in vivo l’imagerie calcique 2p devrait être en mesure d’obtenir les enregistrements de 100 – 200 neurones des deux côtés de 1 à 2 animaux par jour.
Après l’analyse de pointe, une collection de résultats tels que l’emplacement réel de la crête, l’amplitude réelle, la région et la largeur à mi-hauteur (FWHM) pour chaque pic peut être obtenue.

Figure 1 : Illustration schématique des composants d’une fenêtre crânienne optique pour l’imagerie 2 photons (2p). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Dessin schématique montre les étapes clés pour préparer une fenêtre crânienne. (A) sous un microscope à dissection, enlever la peau sur la région chirurgicale à l’aide d’une paire de ciseaux chirurgicaux. (B) Utilisez un microforages haute vitesse pour produire une rainure circulaire (diamètre 3 mm) sur le crâne au-dessus de la zone S1 jusqu'à l’OS rabat dans la rainure se détache de l’OS environnant. (C) retirer lentement le lambeau osseux pour exposer la dure-mère sous-jacente. (D) monter la fenêtre optique avec lamelles couvre-objets avec 2 diamètres différents. La lamelle supérieure a un diamètre plus grand (5 mm) et les bas lamelles couvre-objets (habituellement 1-3) ont un diamètre plus petit (3 mm). L’épaisseur de la lamelles couvre-objets à installer sera tributaire de l’épaisseur du crâne. (E) Place le couvre-objet sur l’ouverture circulaire du crâne pour créer une fenêtre optique. La partie inférieure de la lamelles couvre-objets doit s’insérer dans l’ouverture crânienne. La partie inférieure de la lamelles couvre-objets doit contacter doucement la dure-mère. Sceau (F) la fenêtre bords sur le crâne avec de la colle cyanoacrylate. (G) lorsque le cyanoacrylate sèche, appliquer noir ciment dentaire latérale sur le mur de colle. (H) remplir la fenêtre crânienne avec FD2O et objectifs immersion dans l’eau utilisation pour l’imagerie. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3 . Création de fenêtres bilatérales sur le crâne. (A) A image photographique montre 2 crâniennes fenêtres optiques de chaque côté du crâne recouvrant la zone S1. (B) fort grossissement de la région en boîte de l’image (A) montrant les fenêtres optiques bilatéraux exposant la dure-mère sous-jacente et les vaisseaux sanguins. Echelle = 680 µm. (C), le crâne exposé. (D) la création d’une rainure circulaire dans lequel on voit un lambeau de l’OS central. Echelle = 900 µm. (E) après l’enlèvement du lambeau osseux, l’ouverture crânienne était rempli de liquide céphalo-rachidien artificiel (FSCA). Echelle = 720 µm. (F) Installation de la fenêtre optique sur l’ouverture crânienne et le bord de la fenêtre avec la super colle d’étanchéité. La dure-mère et les vaisseaux sanguins sont visibles à travers la fenêtre optique. Echelle = 600 µm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Calcium et imagerie dendritique. (A1) Identifier les zones d’intérêt à l’aide de vaisseaux sanguins (BV) comme points de repère en Thy1-GCaMP6s souris. (A2) Identifier les cellules marquées mêmes (flèches rouges) au fil du temps en utilisant les mêmes points de repère et enregistrement. (B) représentant Z-projection des signaux de calcium dans les neurones du cortex somatosensoriel primaire (S1) (flèches rouges). Echelle = 10 µm. (C1-3) visualisation des dendrites (verts) et d’un vaisseau sanguin (rouge) en B6. CG-Tg (Thy1- YFP) HJrs/J à différentes profondeurs dans la couche II de la région de S1 à 1 jour après l’installation de fenêtre optique. (D) Z-projection de plusieurs images à la même région à 1 jour. (E) Z-projection de plusieurs images à la même région à 7 jours après l’installation de fenêtre optique. Noter la remarquable stabilité du nombre et l’emplacement des épines adultes et ramifications dendritiques entre 1 jour et 7 jours après l’installation de fenêtre optique. Echelle = C-E 5 µm (C-E). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Suivi de signal calcium. (A, B) Exemples de films de série t importées avec ImageJ pour l’analyse de données de 2 neurones (1 et 2, respectivement). (C), une feuille de calcul montre des données sur l’intensité de l’éclairage de la région d’intérêt (ROI ; dans le neurone et 2 distincts dans les régions voisines, comme mesures de fond). (D) calcul du pic : ΔF/F = (F-FB) / FB, FB = (FB1 + FB2) / 2 (le fond moyenne de fluorescence [FB] et les changements de fluorescence du soma [F] exprimée en ΔF/F). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6 . Images de calcium représentatif. (A-D) Transitoire de calcium (vert) et les vaisseaux sanguins (rouges) à des moments différents en quelques secondes dans une souris à 7 jours après l’installation de fenêtre optique. Flèche jaune : un neurone relativement moins actif. Flèche blanche : un neurone de fortification. (E, F) Z-projection d’une période d’enregistrement de 3 min pour les rouges (vaisseaux sanguins) et les canaux de vert (calcium) (E) et les couche verte seulement (F). (G) sélectionnés sont marqués les neurones et leurs zones d’arrière-plan adjacent. Echelle = 10 µm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.