Name: 냄새 기둥을 탐색하는 생쥐의 해마에서 칼슘 신호를 기록하는 미니스코프 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 21 s
Description: 학습하세요 생쥐 해마 CA1에서 미니스코프로 칼슘 신호를 기록하여 냄새 기둥 탐색 행동을 분석하는 방법. 이 기술은 알츠하이머병 모델에서 신경 회로와 공간 인지의 관계를 이해하는 데 활용됩니다.

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<meta charset="utf8"></head><body>Miniscope Imaging을 사용한 Odor Plume Navigation 중 신경 활동 기록

<ol><li>Adoff, M. D., Climer, J. R., Davoudi, H., Marvin, J. S., Looger, L. L., Dombeck, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+functional+organization+of+excitatory+synaptic+input+to+place+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">The functional organization of excitatory synaptic input to place cells.</a> Nat Commun. 12 (1), 3558(2021).</li>
<li>Radvansky, B. A., Oh, J. Y., Climer, J. R., Dombeck, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavior+determines+the+hippocampal+spatial+mapping+of+a+multisensory+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Behavior determines the hippocampal spatial mapping of a multisensory environment.</a> Cell Rep. 36 (5), 109444(2021).</li>
<li>Lewis, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plume+dynamics+structure+the+spatiotemporal+activity+of+mitral%2Ftufted+cell+networks+in+the+mouse+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Plume dynamics structure the spatiotemporal activity of mitral/tufted cell networks in the mouse olfactory bulb.</a> Front Cell Neurosci. 15, 633757(2021).</li>
<li>Findley, T. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sniff-synchronized%2C+gradient-guided+olfactory+search+by+freely+moving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22ELife%22%5BJournal%5D)">Sniff-synchronized, gradient-guided olfactory search by freely moving mice.</a> ELife. 10, e58523(2021).</li>
<li>Gire, D. H., Kapoor, V., Arrighi-Allisan, A., Seminara, A., Murthy, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mice+develop+efficient+strategies+for+foraging+and+navigation+using+complex+natural+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Mice develop efficient strategies for foraging and navigation using complex natural stimuli.</a> Curr Biol. 26 (10), 1261-1273 (2016).</li>
<li>Liu, A., Papale, A. E., Hengenius, J., Patel, K., Ermentrout, B., Urban, N. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+navigation+strategies+for+odor+source+localization%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Mouse navigation strategies for odor source localization.</a> Front Neurosci. 14, 218(2020).</li>
<li>Tariq, M. F., et al. Using head-mounted ethanol sensors to monitor olfactory information and determine behavioral changes associated with ethanol-plume contact during mouse odor-guided navigation. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTariq%2C+MF+%22eNeuro%22">eNeuro</a>. 8 (1), (2021).</li>
<li>Rigolli, N., Reddy, G., Seminara, A., Vergassola, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alternation+emerges+as+a+multi-modal+strategy+for+turbulent+odor+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22ELife%22%5BJournal%5D)">Alternation emerges as a multi-modal strategy for turbulent odor navigation.</a> ELife. (11), e76989(2022).</li>
<li>Ma, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequential+activity+of+CA1+hippocampal+cells+constitutes+a+temporal+memory+map+for+associative+learning+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Sequential activity of CA1 hippocampal cells constitutes a temporal memory map for associative learning in mice.</a> Curr Biol. 34 (4), 841-854 (2024).</li>
<li>Aharoni, D., Khakh, B. S., Silva, A. J., Golshani, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All+the+light+that+we+can+see%3A+a+new+era+in+miniaturized+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">All the light that we can see: a new era in miniaturized microscopy.</a> Nat Methods. 16 (1), 11-13 (2019).</li>
<li>Aharoni, D., Hoogland, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circuit+investigations+with+open-source+miniaturized+microscopes%3A+Past%2C+present+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Circuit investigations with open-source miniaturized microscopes: Past, present and future.</a> Front Cell Neurosci. 13, 141(2019).</li>
<li>Flusberg, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed%2C+miniaturized+fluorescence+microscopy+in+freely+moving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">High-speed, miniaturized fluorescence microscopy in freely moving mice.</a> Nat Methods. 5 (11), 935-938 (2008).</li>
<li>Connor, E. G., McHugh, M. K., Crimaldi, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+airborne+odor+plumes+using+planar+laser-induced+fluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Fluids%22%5BJournal%5D)">Quantification of airborne odor plumes using planar laser-induced fluorescence.</a> Exp Fluids. 59 (9), 137(2018).</li>
<li>Gumaste, A., et al. A Comparison between mouse, in silico, and robot odor plume navigation reveals advantages of mouse odor tracking. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGumaste%2C+A+%22eNeuro%22">eNeuro</a>. 7 (1), (2020).</li>
<li>Gumaste, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+discrimination+and+olfactory+bulb+encoding+of+odor+plume+intermittency%5BTitle%5D)+AND+%22ELife%22%5BJournal%5D)">Behavioral discrimination and olfactory bulb encoding of odor plume intermittency.</a> ELife. 13, e85303(2024).</li>
<li>Marin, A. C., Schaefer, A. T., Ackels, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+information+from+the+odour+environment+in+mammalian+olfaction%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">Spatial information from the odour environment in mammalian olfaction.</a> Cell Tissue Res. 383 (1), 473-483 (2021).</li>
<li>Eichenbaum, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+the+hippocampus+in+navigation+is+memory%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">The role of the hippocampus in navigation is memory.</a> J Neurophysiol. 117 (4), 1785-1796 (2017).</li>
<li>Dombeck, D. A., Harvey, C. D., Tian, L., Looger, L. L., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+imaging+of+hippocampal+place+cells+at+cellular+resolution+during+virtual+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Functional imaging of hippocampal place cells at cellular resolution during virtual navigation.</a> Nat Neurosci. 13 (11), 1433-1440 (2010).</li>
<li>Wirtshafter, H. S., Disterhoft, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+multi-day+calcium+imaging+of+CA1+hippocampus+in+freely+moving+rats+reveals+a+high+preponderance+of+place+cells+with+consistent+place+fields%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">In vivo multi-day calcium imaging of CA1 hippocampus in freely moving rats reveals a high preponderance of place cells with consistent place fields.</a> J Neurosci. 42 (22), 4538-4554 (2022).</li>
<li>Mizuta, K., Sato, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiphoton+imaging+of+hippocampal+neural+circuits%3A+techniques+and+biological+insights+into+region-%2C+cell-type-%2C+and+pathway-specific+functions%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophotonics%22%5BJournal%5D)">Multiphoton imaging of hippocampal neural circuits: techniques and biological insights into region-, cell-type-, and pathway-specific functions.</a> Neurophotonics. 11 (3), 033406(2024).</li>
<li>Radvansky, B. A., Dombeck, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+olfactory+virtual+reality+system+for+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">An olfactory virtual reality system for mice.</a> Nat Commun. 9 (1), 839(2018).</li>
<li>Almeida-Santos, A. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Social+isolation+impairs+the+persistence+of+social+recognition+memory+by+disturbing+the+glutamatergic+tonus+and+the+olfactory+bulb-dorsal+hippocampus+coupling%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Social isolation impairs the persistence of social recognition memory by disturbing the glutamatergic tonus and the olfactory bulb-dorsal hippocampus coupling.</a> Sci Rep. 9 (1), 473(2019).</li>
<li>Dana, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thy1-GCaMP6+transgenic+mice+for+neuronal+population+imaging+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Thy1-GCaMP6 transgenic mice for neuronal population imaging in vivo.</a> PLoS One. 9 (9), e108697(2014).</li>
<li>Thapa, R., Liang, B., Liu, R., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereotaxic+viral+injection+and+gradient-index+lens+implantation+for+deep+brain+in+vivo+calcium+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Stereotaxic viral injection and gradient-index lens implantation for deep brain in vivo calcium imaging.</a> J Vis Exp. (176), e63049(2021).</li>
<li>Hsiao, Y. -T., Wang, A. Y. -C., Lee, T. -Y., Chang, C. -Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+baseplating+and+a+miniscope+preanchored+with+an+objective+lens+for+calcium+transient+research+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Using baseplating and a miniscope preanchored with an objective lens for calcium transient research in mice.</a> J Vis Exp. (172), e62611(2021).</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+%22Curr+Protoc+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Miniscope GRIN lens system for calcium imaging of neuronal activity from deep brain structures in behaving animals.</a> Curr Protoc Neurosci. 86 (1), e56(2019).</li>
<li>Guo, D., Gürkan Özer, A., Uusisaari, M. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+calcium+imaging+in+mouse+inferior+olive%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">In vivo calcium imaging in mouse inferior olive.</a> J Vis Exp. (172), e62222(2021).</li>
<li>Yun, M., Shin, J., Jung, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocol+for+calcium+imaging+of+dorsal+and+ventral+CA1+neurons+in+head-fixed+mice%5BTitle%5D)+AND+%22STAR+Protoc%22%5BJournal%5D)">Protocol for calcium imaging of dorsal and ventral CA1 neurons in head-fixed mice.</a> STAR Protoc. 4 (3), 102439(2023).</li>
<li>Yun, M., Hwang, J. Y., Jung, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Septotemporal+variations+in+hippocampal+value+and+outcome+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Septotemporal variations in hippocampal value and outcome processing.</a> Cell Rep. 42 (2), 112094(2023).</li>
<li>Sheffield, M. E. J., Dombeck, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calcium+transient+prevalence+across+the+dendritic+arbour+predicts+place+field+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Calcium transient prevalence across the dendritic arbour predicts place field properties.</a> Nature. 517 (7533), 200-204 (2015).</li>
<li>Pnevmatikakis, E. A., Giovannucci, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NoRMCorre%3A+An+online+algorithm+for+piecewise+rigid+motion+correction+of+calcium+imaging+data%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">NoRMCorre: An online algorithm for piecewise rigid motion correction of calcium imaging data.</a> J Neurosci Methods. 291, 83-94 (2017).</li>
<li>Inan, H., et al. Fast and statistically robust cell extraction from large-scale neural calcium imaging datasets. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aInan%2C+H+%22bioRxiv%22">bioRxiv</a>. , (2021).</li>
<li>Segalin, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mouse+action+recognition+system+%28MARS%29+software+pipeline+for+automated+analysis+of+social+behaviors+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22ELife%22%5BJournal%5D)">The mouse action recognition system (MARS) software pipeline for automated analysis of social behaviors in mice.</a> ELife. 10, e63720(2021).</li>
<li>Chen, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+hardware+system+for+real-time+decoding+of+in+vivo+calcium+imaging+data%5BTitle%5D)+AND+%22ELife%22%5BJournal%5D)">A hardware system for real-time decoding of in vivo calcium imaging data.</a> ELife. (12), e78344(2023).</li>
<li>Xue, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-region+calcium+imaging+in+freely+behaving+mice+with+ultra-compact+head-mounted+fluorescence+microscopes%5BTitle%5D)+AND+%22Natl+Sci+Rev%22%5BJournal%5D)">Multi-region calcium imaging in freely behaving mice with ultra-compact head-mounted fluorescence microscopes.</a> Natl Sci Rev. 11 (1), nwad294(2024).</li>
<li>Tabourin, L., Bretzner, F., Galstian, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+a+mini-endoscope+design+with+spatially+selective+excitation+and+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Opt+Express%22%5BJournal%5D)">Towards a mini-endoscope design with spatially selective excitation and imaging.</a> Biomed Opt Express. 15 (3), 1750-1760 (2024).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Arduino Micro</td><td>Arduino</td><td>마이크로</td><td></td></tr><tr><td>생체 적합성 메타크릴레이트 수지</td><td>Parkell</td><td>S380</td><td>C& B-Metabond 접착제 루팅 시멘트</td></tr><tr><td>디코딩 뇌 신호 소프트웨어</td><td>CU Anschutz</td><td></td><td>https://github.com/restrepd/drgMiniscope</td></tr><tr><td>치과 드릴</td><td>Osada</td><td>LHP-6</td><td>AZ210015</td></tr><tr><td>치과 드릴 박스</td><td>Osada</td><td>XL-230</td><td>분당 30000 회전</td></tr><tr><td>디지털 입체 계측기</td><td>도둑질</td><td>51730D</td><td>마우스 스테레오택시 장치, #51904 디지털 매니퓰레이터 암, 3축, 애드온, 왼쪽&nbsp;</td></tr><tr><td>드릴 비트</td><td>FST Fine Science Tools</td><td>19007-05</td><td>팁 직경 0.5mm</td></tr><tr><td>고속 디지털 카메라</td><td>Edmund Optics</td><td>BFS-U3-63S4C</td><td>FLIR Blackfly S</td></tr><tr><td>초점 렌즈</td><td>Edmund Optics</td><td>C-Series</td><td>3.5mm</td></tr><tr><td>GRIN 렌즈</td><td>Inscopix</td><td>1050-004595</td><td>직경 1mm 및 길이 4mm</td></tr><tr><td>GRIN 렌즈 홀더</td><td>UCLA</td><td></td><td>http://miniscope.org/index.php/Surgery_Protocol</td></tr><tr><td>Liquid Tissue Adhesive</td><td>3M</td><td>1469C</td><td>Vetbond Tissue Adhesive</td></tr><tr><td>Low-Flow 마취 시스템</td><td>마우스 Kent Scientific Corporation</td><td>SomnoSuite</td><td>https://www.kentscientific.com/products/somnosuite/</td></tr> <tr><td>저독성 실리콘 접착제</td><td>WPI &ndash; World Precision Instruments</td><td>Kwik-sil</td><td></td></tr><tr><td>miniPID 컨트롤러</td><td>ASI &ndash; 오로라 사이언티픽 Inc.</td><td>모델 200B</td><td>고속 응답 소형 광 이온화 검출기</td></tr><tr><td>Miniscope V4 홀더</td><td>UCLA</td><td>NA</td><td>https://github.com/Aharoni-Lab/Miniscope-v4/tree/master/Miniscope-v4-Holder</td></tr><tr><td>Miniscope V4</td><td>Labmaker</td><td>NA</td><td>https://www.labmaker.org/products/miniscope-v4</td></tr><tr><td>Miniscope Base Plate V2</td><td>Labmaker</td><td>NA</td><td>https://www.labmaker.org/products/miniscope-v4-base-plates-variant-2-pack-of-10</td></tr><tr><td>미니 스코프 DAQ-QT 소프트웨어</td><td>UCLA</td><td></td><td>https://github.com/Aharoni-Lab/Miniscope-DAQ-QT-Software/wiki</td></tr><tr><td>모션 보정 소프트웨어</td><td>CU Anschutz</td><td></td><td>https://github.com/restrepd/drgMiniscope</td></tr><tr><td>Odor Arena 하드웨어</td><td>맞춤형</td><td>3D 모델</td><td>https://www.dropbox.com/scl/fo/lwtpqysnpzis32mhrx3cd/ADomsxyhxu42sqDmTBl2O6k?rlkey=b3l4809eradundt5l3iz0gq74&amp; dl=0</td></tr><tr><td>Odor Arena Software</td><td>CUAnschutz</td><td></td><td>https://github.com/wryanw/odorarena</td></tr><tr><td>냄새 제거 아밀 아세테이</td>트 <td>Aldrich Chemical Co</td><td>06422AX</td><td>무취 광유에 1% 희석</td></tr><tr><td>RHD USB 인터페이스 보드</td><td>Intan Technologies</td><td>C3100</td><td>제품 단종. 또는 다른 동등한 보드를 사용하십시오.</td></tr><tr><td>ROI 추출 소프트웨어</td><td>CU Anschutz</td><td></td><td>https://github.com/restrepd/drgMiniscope</td></tr><tr><td>Sutter Micromanipulator</td><td>Sutter Instrument Company</td><td>MP-285</td><td></td></tr><tr><td>동기화 소프트웨어</td><td>CU Anschutz</td><td></td><td></td></tr><tr><td>https://github.com/fsimoesdesouza/Synchronization Thy1-GCaMP6f 마우스</td><td>Jackson Laboratory</td><td>IMSR_JAX 028281</td><td>C57BL/6J-TG(Thy1-GCaMP6f)GP5.12DKIM/J)</td></tr></tbody></table>

냄새 기둥을 탐색하는 생쥐의 해마에서 칼슘 신호를 기록하는 미니스코프

Miniscope Recording Calcium Signals at Hippocampus of Mice Navigating an Odor Plume

이 절차를 사용하면 냄새 영역을 탐색하는 마우스에서 dCA1 GCaMP6f 형광 과도 현상을 시각화하고 기록하여 냄새 물질의 출처를 찾을 수 있습니다(그림 6A, B, 보충 동영상 1 및 보충 동영상 2). 형광 이미지는 NoRMCorre로 모션 보정되며 EXTRACT는 ROI를 추출하는 데 사용됩니다. 또한 인터페이스 보드를 사용하여 기록하면 ROI의 δF/F0 신호를 악취 영역에서의 악취 및 물 공급 이벤트(그림 7A) 및 악취 영역에서의 마우스 이동(그림 7B 및 보충 동영상 3)과 동기화할 수 있습니다. 악취 기둥을 탐색하는 마우스의 대표적인 결과에는 작업 중에 많은 수의 칼슘 과도 현상이 포함됩니다(그림 7A, B). 또한 칼슘 반응이 냄새 및 물 보상의 존재와 어떻게 정렬되는지 검사할 수 있습니다(그림 7A). BENTO를 사용한 단일 임상시험의 시각화는 임상시험 시작, 결정, 탐색, 음주 및 경기장 뒤쪽으로 돌아가는 것을 포함하여 임상시험의 여러 단계에서 칼슘 반응에 대한 정보를 제공합니다(그림 7B). 이 방법은 냄새 지향 탐색 작업 중 CA1 칼슘 반응과 생쥐 행동 사이의 연관성에 대한 귀중한 통찰력을 전달했습니다.
PID 기록은 악취 기둥과 기둥의 공기 속도에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 대표적인 결과는 밸브를 열어 악취 경기장 내부로 악취 기둥을 방출한 후 PID 응답이 증가했음을 보여줍니다(그림 5A). 또한 이 프로토콜은 dCA1 ROI의 δF/F0 신호에서 마우스의 X 및 Y 위치를 디코딩합니다(그림 8). 이 기술은 CA1 응답을 기반으로 냄새 기둥 탐색 작업 중에 마우스의 공간 위치를 예측하며, 이는 CA1 뉴런이 냄새 및 공간 정보를 처리하는 방법을 더 잘 이해하는 것과 관련이 있습니다. dCA1의 뉴런 앙상블 칼슘 신호에서 마우스의 궤적을 디코딩하는 것은 등쪽 CA1의 뉴런이 냄새 기둥 탐색의 복잡한 작업을 수행하기 위해 냄새 및 공간 정보의 인지 지도를 어떻게 나타내는지 보여주기 때문에 중요합니다. 이 방법은 장소 세포와 냄새 자극에 반응하는 다른 세포로만 독점적으로 행동하는 다양한 ROI로 확장되었습니다. 뉴런 앙상블 신호로부터 마우스의 궤적의 성공적인 디코딩은 디코딩 예측과 마우스의 지상 실제 X 및 Y 위치 사이의 강한 상관관계에 의해 확인될 수 있습니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig01.jpg"> 
그림 1: 연구 파이프라인. (A) 정위 수술은 해마의 CA1 층에 GRIN 렌즈를 이식하고 마우스의 머리를 고정하기 위해 두개골에 헤드플레이트를 이식하는 것으로 구성됩니다. (B) GRIN 렌즈 상단에 베이스 플레이트를 배치하여 미니스코프로 CA1 뉴런의 형광에 광학적으로 접근할 수 있습니다. (C) 마우스는 냄새 기둥 탐색 작업에 대해 훈련을 받았습니다. (D) 쥐의 행동과 냄새 기둥을 탐색하는 CA1 뉴런의 자유롭게 이동 기록. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig02.jpg"> 
그림 2: 정위 수술. (A) 마취된 마우스를 정위 장치에 넣습니다. 마취 수준을 2-3% 사이로 조정하고, 꼬집는 발 반사 반응에 따라 (B) 머리 위의 수염을 면도합니다. (C) 드릴로 작은 영구 움푹 들어간 곳을 조심스럽게 뚫어 목표 위치 상단에 영구적으로 움푹 들어간 곳을 만듭니다. (D) 치과 드릴을 사용하여 직경 1.5mm의 원형 천공을 열어 직경 1mm, 길이 4mm의 GRIN 렌즈를 뇌에 이식할 수 있습니다. (E) GRIN 렌즈 홀더를 마이크로 매니퓰레이터에 연결하고 피펫에 연결된 흡입기를 켜서 GRIN 렌즈를 고정합니다. (F) 경막 물질 아래 -1.25mm 깊이에 도달할 때까지 GRIN 렌즈를 피질에 천천히 이식합니다. (G) 이식된 GRIN 렌즈로 두개골에 접합된 헤드플레이트와 베이스플레이트를 보여주는 예시적인 사후 고정 헤드. (H) 두개골 상단의 Head Bar와 두개골 내부에 이식된 GRIN 렌즈를 보여주는 머리의 사후 CT 스캔. (I) 마우스의 헤드 고정을 위한 헤드 플레이트의 설계. 이 묘사에 등장하는 동물은 해부학적 시각화를 개선하기 위해 랩을 하지 않았습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig03.jpg"> 
그림 3: 미니스코프 베이스 플레이트 배치. (A) 마이크로 매니퓰레이터에 연결된 3D 프린팅 미니스코프 홀더. (B) 홀더에 부착된 미니스코프. (C) 미니스코프에 베이스 플레이트를 부착합니다. (D) 베이스 플레이트를 미니스코프에 고정하기 위한 고정 나사를 조입니다. 고정 나사는 베이스 플레이트를 마우스 두개골에 접합한 후 해제됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig04.jpg"> 
그림 4. 냄새 경기장의 건설. (A) 냄새 경기장 투명 챔버. 마우스 동작을 기록하기 위한 최고의 디지털 카메라가 있습니다. (B) 주사기에 연결된 스텝 모터는 마우스에게 보상하기 위해 물 전달을 제어합니다. (C) 벌집 구조를 보여주는 냄새 경기장 내부에서 본 모습은 층류와 4개의 냄새 전달 라인을 생성하는 데 사용됩니다. (D) 냄새 경기장 외부에서 본 튜브, 밸브 및 냄새 병을 포함한 냄새 전달 시스템. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig05.jpg"> 
그림 5: 악취 기둥 기록. (A) 광이온화 검출기(PID)로 기록된 냄새 기둥. 평균(굵은 파란색)±악취 경기장에서 4.23cm/s로 전파되는 악취 기둥의 5개 PID 흔적의 표준 편차(하늘색). 냄새 투기장 바닥에서 2cm 떨어진 곳에 있는 냄새 공급원. PID의 센서 헤드는 냄새 기둥의 가스 농도에 대한 전압 신호를 제공합니다. (B) 20cm/s의 무한한 흐름으로 냄새 기둥의 레이저 기록. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig06.jpg"> 
그림 6: 마우스 행동 훈련. (A) 오른쪽 차선에서 방출되는 냄새 기둥을 향해 탐색하는 마우스를 학습합니다. 쥐는 냄새 투기장 뒤쪽으로 가서 시험을 시작하고, 냄새 기둥을 향해 이동할 쪽을 결정하고, 물 보상을 마시는 방법을 배웁니다. (B) 왼쪽 차선에서 방출되는 냄새 기둥을 향해 탐색하는 마우스를 학습합니다. 마우스는 올바른 차선으로 이동하면 냄새로 보상을 받습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig06large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig07.jpg"> 
그림 7: 데이터 전처리. (A) 칼슘 추적은 많은 시도에서 냄새 아레나 이벤트와 동기화되었습니다. 각 단일 시도는 빨간색으로 표시된 냄새 전달로 시작하고, 보상이 있는 시도는 파란색으로 표시된 물 전달 펄스로 끝납니다. 각 ROI에 대한 δF/F0(단위 없음) 칼슘 미량은 검은색으로 표시됩니다. 각 줄은 ROI를 나타냅니다. 인터페이스 보드는 악취 경기장에서 상단 카메라의 TTL 출력을 기록하는 데 사용되며 미니스코프 카메라는 프레임을 동기화하는 데 사용됩니다. NorMCorre는 미니스코프 프레임의 이동 소음을 보정하는 데 사용되며 EXTRACT는 ROI를 찾고 δF/F0 칼슘 트레이스를 추출하는 데 사용됩니다. (B) 기둥을 탐색하는 쥐에 대한 대표적인 단일 시험. 단일 임상시험의 각 ROI에서 동기화된 동작(왼쪽 패널)과 δF/F0 칼슘 추적(오른쪽 패널)의 동시 시각화가 BENTO로 관찰됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig07large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig08.jpg"> 
그림 8. CA1 신호에서 마우스의 위치를 디코딩합니다. CA1 ROI에서 마우스의 X 및 Y 위치를 디코딩합니다. 디코딩 예측은 파란색으로 표시되고 마우스 접지 실제 위치는 빨간색으로 표시됩니다. 예측된 추적은 실측 자료와 밀접한 상관관계가 있습니다. (A) ROI에서 X 위치 디코딩(Pearson 상관 계수 = 0.88). (B) ROI에서 Y 위치를 디코딩합니다(Pearson 상관 계수 = 0.88). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig08large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 영화 1: 왼쪽 차선의 냄새 기둥을 향해 이동하는 마우스의 동기화된 동작 및 미니스코프 프레임의 대표적인 예입니다. (A) 미니스코프를 착용하고 냄새 경기장 내부를 탐색하는 쥐의 행동 프레임. (B) GRIN 렌즈를 통해 기록된 원시 칼슘 과도 현상을 보여주는 마우스의 미니스코프 프레임. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/Movie1.avi" target="_blank">이 영화를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 영화 2: 오른쪽 차선의 냄새 기둥을 향해 이동하는 마우스의 동기화된 동작 및 미니스코프 프레임의 대표적인 예입니다. (A) 미니스코프를 착용하고 냄새 경기장 내부를 탐색하는 쥐의 행동 프레임. (B) GRIN 렌즈를 통해 기록된 원시 칼슘 과도 현상을 보여주는 마우스의 미니스코프 프레임. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/Movie2.avi" target="_blank">이 영화를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 동영상 3 : 마우스 행동 및 뇌 신호의 처리 된 데이터를 BENTO 표시. 왼쪽 패널: 마우스가 아레나의 오른쪽 레인을 향해 이동하고 있습니다. 동작 주석은 다양한 색상으로 표시됩니다. 오른쪽 패널: 탐색하는 마우스의 δF/F0 칼슘 신호. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/Movie3.avi" target="_blank">이 영화를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 1: NoseconeRender.png. 3D 프린팅된 코콘이 이소플루란 마취를 수행할 수 있도록 파일. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/NoseconeRender.zip" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 2: HeadbarRender.png. File 마우스를 헤드 고정하기 위한 헤드 바용 파일입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/HeadbarRender.zip" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 3: HeadbarTechnicalDrawing.png. File 마우스를 헤드 고정하기 위한 헤드 바용 파일입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/HeadbarTechnicalDrawing.zip" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 4: ArenaFig_Draft2.tiff. 냄새 경기장의 상세한 레이아웃. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/ArenaFig_Draft2.zip" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

Mice navigate an odor plume with a complex spatiotemporal structure in the dark to find the source of odorants. This article describes a protocol to ...

miniscope-recording-calcium-signals-at-hippocampus-mice-navigating-an

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

출처: Lee, H. et. al., Successful In vivo Calcium Imaging with a Head-Mount Miniaturized Microscope in the Amygdala of Freely Vihaving Mouse(자유롭게 행동하는 마우스의 편도체에서 헤드 마운트 소형 현미경을 사용한 성공적인 생체 내 칼슘 이미징). J. Vis. Exp. (2020)이 비디오는 구배 굴절률 또는 GRIN 렌즈와 소형 현미경을 사용하여 마우스의 생체 내 칼슘 이미징을 보여줍니다. 이 설정은 마찰이 없는 이동식 케이지 시스템 내에서 머리를 고정하여 뉴런을 자극하고 칼슘 이온 유입을 유발합니다. GRIN 렌즈는 뇌의 칼슘 신호를 포착하여 신경 활동을 실시간으로 시각화할 수 있습니다.

자유롭게 움직이는 마우스의 실시간 미세내시경 칼슘 이미징

출처: Thapa, R., et. al., 심부 뇌를 위한 입체성 바이러스 주입 및 그라디언트 인덱스 렌즈 이식 생체 내 칼슘 이미징.  J. Vis. Exp. (2021)이 비디오는 형질주입된 쥐의 미니스코프를 사용하여 뉴런 활동과 행동을 연관시키는 실시간 칼슘 이미징을 보여줍니다.

Miniscope를 사용한 쥐 내측 전전두엽 피질의 실시간 칼슘 이미징

여기에서는 Xenopus laevis  의 후각구에서 온도 반응을 측정하고 분석하기 위한 프로토콜에 대해 설명합니다.후각 수용체 뉴런과 승모세포는 다르게 염색된 후 칼슘 변화가 기록되며, 이는 코에서 유도된 온도 강하에 대한 전구의 일부 신경망의 민감도를 반영합니다.

의 후각 망울에서 칼슘의 변경 사항을 모니터링을 통해 온도에 의한 신경 세포의 활동을 기록<em&gt; Xenopus의의 laevis의</em

이 프로토콜 로컬 필드 전위 선형 실리콘 프로브 멀티 생크와의 녹음을 설명 합니다. 현재 소스 밀도 분석을 사용 하 여 신호 변환 마우스 해 마에 지역 전기 활동의 개조를 허용 한다. 이 기술을 공간적으로 제한 된 뇌 진동 자유롭게 마우스를 이동에 공부 될 수 있다.

행동 하는 쥐의 해 마에서 진동 제한 공간 기록

이 방법은 살아있는 마우스의 해마에 광학적인 접근을 허용하는 만성 준비를 기술합니다. 이 제제는 몇 주 동안 신경 구조 가소성 및 활동 유발 세포 가소성의 세로 광학 이미징을 수행하는 데 사용할 수 있습니다.

살아있는 마우스에 있는 등도 해마 CA1의 세로 2 광자 화상 진찰

생체 내 미세 엔도스코픽 칼슘 이미징은 자유롭게 행동하는 동물의 신경 활동을 실시간으로 모니터링 할 수있는 귀중한 도구입니다. 그러나, 편도체에 이 기술을 적용하는 것은 어려웠습니다. 이 프로토콜은 마우스에 있는 소형화된 현미경으로 편도체 세포를 성공적으로 표적으로 하기 위한 유용한 지침을 제공하는 것을 목표로 합니다.

자유롭게 행동하는 마우스의 편도체에 있는 머리 산 소형 현미경을 가진 성공적인 생체 내 칼슘 화상 진찰

이 문서는 주입 캐뉼라와 마우스의 해마의 CA1 영역에 이식으로 보충 된 맞춤형 이미징 창의 준비를 보여줍니다.

마우스를 면도하는 해마에서 신경 활동을 시각화하기위한 두개골 절제술 절차

해마의 치상이랑(dentate gyrus)은 학습과 기억에서 필수적이고 뚜렷한 기능을 수행합니다. 이 프로토콜은 자유롭게 움직이는 마우스의 치상이랑에 있는 과립 세포의 생체 내 칼슘 이미징을 위한 일련의 강력하고 효율적인 절차를 설명합니다.

In Vivo: Calcium Imaging of Granule cells in the dentate gyrus of hippocampus in mice(생쥐의 해마 치열계에 있는 과립 세포의 In vivo 칼슘 이미징) 

이 프로토콜은 사회적 상태 조작(사회적 고립 및 사회적 재결합) 중 마우스의 소형화된 현미경(미니스코프)을 이용한 시상하부 신경세포의 생체 내 칼슘 이미징을 상세히 다룹니다. 이 방법은 사회적 욕구와 사회적 포만을 나타내는 시상하부 활동을 단일 뉴런 해상도로 영상화할 수 있게 하여 사회적 항상성의 기전적 연구를 가능하게 합니다.

생체 내 쥐의 사회적 행동 이해를 위한 시상하부 내 소형 현미경으로 칼슘 영상 촬영

우리는 생활 antennal 엽에서 냄새 evoked 칼슘 반응을 측정하고 분석하기 위해 설립 기법을...

의 냄새-evoked 응답의 칼슘 이미징 Drosophila Antennal 엽

학습하세요 생쥐 해마 CA1에서 미니스코프로 칼슘 신호를 기록하여 냄새 기둥 탐색 행동을 분석하는 방법. 이 기술은 알츠하이머병 모델에서 신경 회로와 공간 인지의 관계를 이해하는 데 활용됩니다.

냄새 기둥을 탐색하는 생쥐의 해마에서 칼슘 신호를 기록하는 미니스코프

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