Dynamiczne zmiany w liczbie i strukturze synaps są cechami charakterystycznymi rozwoju, starzenia się i licznych zaburzeń neurodegeneracyjnych1-3. Zdolność neuronów do odbierania i integrowania informacji synaptycznych zależy od morfologii dendrytycznej i dynamicznych zmian w połączeniach synaptycznych. Rzeczywiście, istnieje pozytywna korelacja między kolcem dendrytycznym a liczbą synaps, które wpływają na funkcje poznawcze4. Nic więc dziwnego, że zmniejszenie liczby kolców dendrytycznych wiąże się z dysfunkcją poznawczą w wielu zaburzeniach neurologicznych5-7, co powoduje duże zainteresowanie kwantyfikacją kolców dendrytycznych. Niemniej jednak kwantyfikacja gęstości kręgosłupa pozostaje czasochłonnym i żmudnym zadaniem, które nie generuje użytecznych informacji dotyczących topografii i rozmieszczenia synaps w drzewie dendrytycznym. Na szczęście metody barwienia (np. Golgiego-Coxa i podwójnej kortyny (DCX)) w połączeniu z zaawansowanymi technikami obrazowania mogą być wykorzystane do pokonania obecnych barier i uzyskania obrazów arboryzacji dendrytycznej o wysokiej rozdzielczości w niezawodny i szybki sposób. Podczas gdy metoda barwienia Golgiego-Coxa może być stosowana do oceny stanu arboryzacji dendrytycznej we wszystkich neuronach8, DCX może być stosowana do znakowania nowo narodzonych neuronów, szczególnie w zakręcie zębatym i strefie podkomorowej9, co jest ważnym czynnikiem, biorąc pod uwagę, że neurogeneza zachodzi w obu tych regionach przez całe życie10,11.
Po barwieniu, zastosowano dwie metody obrazowania do oceny cech dendrytycznych: i) obrazowanie w czasie rzeczywistym (RTI) oraz ii) obrazowanie o rozszerzonej głębi ostrości (EDFI). Technika RTI zapewnia średnią do śledzenia i ilościowego określania długości i kolejności arboryzacji wzdłuż poszczególnych segmentów i gałęzi dendrytycznych. W ten sposób można oszacować całkowitą powierzchnię i objętość zajmowaną przez każde drzewo dendrytyczne. Mówiąc dokładniej, w metodzie RTI użytkownik w sposób ciągły identyfikuje segmenty i iteracyjnie zmienia ostrość, podczas gdy oprogramowanie do śledzenia neuronów zbiera współrzędne x, y i z struktury dendrytycznej i rekonstruuje trajektorię struktury dendrytycznej w 3D. Dla porównania, metoda EDFI zapewnia raczej prosty i przyspieszony sposób oceny gęstości dendrytycznej w dość grubych próbkach tkanek poprzez generowanie obrazu złożonego, dostarczającego informacji na temat całej osi z. W tym celu użytkownik nagrywa pliki wideo w wysokiej rozdzielczości na całej grubości przekroju, a następnie używa oprogramowania do przeszukiwania klatek wideo w celu zidentyfikowania punktów, w których piksel jest całkowicie ostry. Następnie skupione piksele są łączone i integrowane w kompozytowy obraz 2D o wysokiej rozdzielczości. Ten złożony obraz zawiera wszystkie piksele, które były ostre niezależnie od ich położenia na osi z. Analiza jakościowa i ilościowa tych obrazów 2D może być następnie wykorzystana do określenia gęstości rozgałęzień dendrytycznych w każdym polu.
Na koniec, prezentujemy panoramiczną metodę generowania obrazów o bardzo wysokiej rozdzielczości do analizy i oceny dendrytów w całym obszarze zainteresowania. Technika ta może być stosowana w celu przezwyciężenia braku dostępu do drogich aparatów cyfrowych o bardzo wysokiej rozdzielczości. Korzystając z tej metody, przechwytuje się obrazy szeregowe w różnych miejscach wzdłuż osi x i y, a następnie automatycznie łączy je ze sobą za pomocą darmowego oprogramowania (np. Image Composite Editor). Warto zauważyć, że metoda ta może być stosowana do jakościowej i ilościowej oceny arboryzacji dendrytycznej na dość szerokim obszarze.