O córtex cerebral contém várias áreas sensoriais com funções distintas. As áreas recebem informações provenientes de seus órgãos sensoriais correspondentes, principalmente transmitidas pela medula espinhal ou tronco encefálico e retransmitidas pelo tálamo 1,2. Notavelmente, os neurônios em cada área sensorial primária exibem atividade sincronizada de forma única durante os estágios iniciais de desenvolvimento, que também se originam de órgãos sensoriais ou dos centros nervosos inferiores, mas diferem essencialmente das atividades observadas no córtex maduro3.
Em roedores neonatais, por exemplo, a área visual primária (V1) exibe atividade ondulatória, que se origina na retina (onda retiniana) e se propaga por toda a via visual enquanto conserva a retinotopia4. A área auditiva primária (A1) exibe atividade síncrona organizada em sub-regiões em forma de banda que correspondem às bandas de isofrequência no cérebro maduro. A atividade emana das células ciliadas internas da cóclea 5,6. O córtex do barril na área somatossensorial primária (S1) mostra um padrão de atividade semelhante a uma colcha de retalhos no qual os neurônios da camada 4 dentro de barris individuais, ou seja, neurônios responsivos a bigodes individuais, são ativados de forma síncrona7. Embora se proponha que se origine do gânglio trigêmeo, a origem da atividade permanece desconhecida7. Consequentemente, os padrões de atividade neonatal são especializados tanto em cada área sensorial primária quanto em subcampos intra-aárea. A visualização simultânea da atividade neuronal e da estrutura das áreas sensoriais primárias pode facilitar uma investigação sobre a contribuição desses padrões de atividade para o desenvolvimento dos sistemas sensoriais.
Neste artigo, resumimos uma série de protocolos: (1) para visualizar atividades neuronais individuais usando marcação esparsa de GCaMP e áreas sensoriais primárias usando camundongos TCA-RFP que expressam proteína fluorescente vermelha em axônios tálamo-corticais7, (2) para visualizar a atividade em nível de célula única em camundongos neonatais usando microscopia de dois fótons in vivoe (3) analisar as correlações de atividade dentro do córtex de barril S1. Os resultados representativos mostram atividade sincronizada semelhante a uma colcha de retalhos dentro de barris individuais de um camundongo pós-natal (P) 6. Apesar de algumas limitações, essa técnica pode ser usada para imagens crônicas, imagens de campo amplo em várias áreas sensoriais e vários experimentos de manipulação. A análise multifacetada da atividade neuronal durante o desenvolvimento enriquecerá nossa compreensão dos mecanismos de formação do circuito cerebral.