Name: Miniscope registrando sinais de cálcio no hipocampo de camundongos navegando em uma pluma de odor (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 21 s
Description: Aprenda a registrar sinais de cálcio com miniscópio no hipocampo CA1 de camundongos durante navegação em pluma de odor. Este método avançado permite correlacionar atividade neural com comportamento espacial em modelos de doença de Alzheimer.

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<meta charset="utf8"></head><body>Registro da atividade neuronal durante a navegação da pluma de odor com imagens do Miniscope

<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>Micro</td><td></td></tr><tr><td>Resina Biocompatível de Metacrilato Parkell</td><td></td><td>S380</td><td>C& B-Metabond Adesivo Luting Cimento</td></tr><tr><td>Decodificação Sinais cerebrais Software</td><td>Anschutz</td><td></td><td>https://github.com/restrepd/drgMiniscope</td></tr><tr><td>Broca Odontológica</td><td>Osada</td><td>LHP-6</td><td>AZ210015</td></tr><tr><td>Caixa de Broca Odontológica</td><td>Osada</td><td>XL-230</td><td>30000 rotações por minuto</td></tr><tr><td>Instrumento estereotáxico digital</td><td>Stoelting</td><td>51730D</td><td>Instrumento Estereotáxico para Mouse, #51904 Braço Manipulador Digital, 3-Eixos, Add-On, ESQUERDO&nbsp;</td></tr><tr><td>Broca</td><td>FST Fine Science Tools</td><td>19007-05</td><td>Diâmetro da ponta 0,5 mm</td></tr><tr><td>Câmera Digital Rápida</td><td>Edmund Optics</td><td>BFS-U3-63S4C</td><td>FLIR Blackfly S</td></tr><tr><td>Lente Focal</td><td>Edmund Optics</td><td>Série C Lente</td> GRIN <td>de 3,5 mm</td></tr><tr><td></td><td>Inscopix</td><td>1050-004595</td> 1 <td>mm de diâmetro e 4 mm de comprimento</td></tr><tr><td>Suporte de lente GRIN</td><td>UCLA</td><td></td><td>Adesivo de</td></tr><tr><td>tecido líquido</td> http://miniscope.org/index.php/Surgery_Protocol <td>3M</td><td>1469C</td><td>Vetbond Adesivo de tecido</td></tr> Sistema <tr><td>de anestesia de baixo fluxo para camundongos</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>SomnoSuite</td><td>https://www.kentscientific.com/products/somnosuite/</td></tr> <tr><td>Adesivo de silicone de baixa toxicidade</td><td>WPI • Controlador</td> miniPID <td>Kwik-sil</td><td></td>da World Precision Instruments</tr><tr><td></td><td>ASI - Aurora Científica Inc.</td><td>Modelo 200B</td><td>Detector de Fotoionização em Miniatura de Resposta Rápida</td></tr><tr><td>Suporte para Miniscope V4</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>Placa de Base Miniscope 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>Miniscope DAQ-QT software</td><td>UCLA</td><td></td><td>https://github.com/Aharoni-Lab/Miniscope-DAQ-QT-Software/wiki</td></tr><tr><td>Motion Correction Software</td><td>Anschutz</td><td></td><td>https://github.com/restrepd/drgMiniscope</td></tr><tr><td>Odor Arena Hardware</td> Custom <td>Made</td><td>3D</td> <td>Modelhttps://www.dropbox.com/scl/fo/lwtpqysnpzis32mhrx3cd/ADomsxyhxu42sqDmTBl2O6k?rlkey=b3l4809eradundt5l3iz0gq74&amp; dl=0</td></tr><tr><td>Software Odor Arena</td><td>CUAnschutz</td><td></td><td>https://github.com/wryanw/odorarena</td></tr><tr><td>Acetato de Isoamila Odorante</td><td>Aldrich Chemical Co</td><td>06422AX</td><td>Diluído a 1% em óleo mineral inodoro</td></tr><tr><td>RHD Placa de Interface USB</td><td>Intan Technologies</td><td>C3100</td><td>Produto descontinuado. Como alternativa, use outra placa equivalente.</td></tr><tr><td>Software de extração de ROI</td><td>Anschutz</td><td></td><td>https://github.com/restrepd/drgMiniscope</td></tr><tr><td>Sutter Micromanipulador</td><td>Sutter Instrument Company</td><td>MP-285</td><td></td></tr><tr><td>Software de sincronização</td><td>Anschutz</td><td></td><td>https://github.com/fsimoesdesouza/Synchronization</td></tr><tr><td>Thy1-GCaMP6f camundongos</td><td>Jackson Laboratory</td><td>IMSR_JAX 028281</td><td>C57BL/6J-Tg(Thy1-GCaMP6f)GP5.12Dkim/J)</td></tr></tbody></table>

miniscope registrando sinais de cálcio no hipocampo de camundongos navegando em uma pluma de odor

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

O uso deste procedimento permite visualizar e registrar transientes de fluorescência dCA1 GCaMP6f em camundongos que navegam na arena de odor para encontrar a fonte de odores (Figura 6A, B, Filme Suplementar 1 e Filme Suplementar 2). As imagens de fluorescência são corrigidas por movimento com NoRMCorre, e EXTRACT é usado para extrair as ROIs. Além disso, a gravação com uma placa de interface permite a sincronização dos sinais δF / F0 das ROIs com eventos de odor e entrega de água na arena de odor (Figura 7A), bem como com o movimento do mouse na arena de odor (Figura 7B e Filme Suplementar 3). O resultado representativo do camundongo navegando na pluma de odor inclui um grande número de transientes de cálcio durante a tarefa (Figura 7A, B). Além disso, é possível inspecionar como as respostas de cálcio estão alinhadas com a presença de odor e recompensa de água (Figura 7A). A visualização de ensaios únicos com BENTO fornece informações sobre as respostas de cálcio em diferentes estágios do ensaio, incluindo início do ensaio, decisão, navegação, consumo e retorno ao fundo da arena (Figura 7B). O método comunicou informações valiosas sobre a ligação entre as respostas de cálcio CA1 e o comportamento dos camundongos durante uma tarefa de navegação orientada para o odor.
As gravações PID podem fornecer informações cruciais sobre a pluma de odor e a velocidade do ar da pluma. O resultado representativo mostra um aumento na resposta da PID após a abertura da válvula para liberar a pluma de odor dentro da arena de odor (Figura 5A). Além disso, o protocolo produz a decodificação das posições X e Y do camundongo a partir dos sinais δF / F0 das ROIs dCA1 (Figura 8). Essa técnica prevê a localização espacial do camundongo durante a tarefa de navegação da pluma de odor com base nas respostas CA1, o que é relevante para entender melhor como os neurônios CA1 processam o odor e as informações espaciais. Decodificar a trajetória do camundongo a partir de sinais de cálcio do conjunto neuronal em dCA1 é significativo porque revela como os neurônios em CA1 dorsal representam um mapa cognitivo de odor e informações espaciais para realizar a complexa tarefa de navegação de pluma de odor. O método foi expandido para diferentes ROIs que se comportam exclusivamente como células de lugar e outras células que respondem ao estímulo de odor. A decodificação bem-sucedida da trajetória do camundongo a partir de sinais de conjuntos neuronais pode ser confirmada pela forte correlação entre a previsão de decodificação e as posições X e Y verdadeiras do camundongo.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig01.jpg"> 
Figura 1: Pipeline de estudo. (A) A cirurgia estereotáxica consiste em implantar uma lente GRIN na camada CA1 do hipocampo e uma placa de cabeça no crânio para fixação da cabeça do camundongo. (B) Uma placa de base é colocada na parte superior da lente GRIN para permitir o acesso óptico à fluorescência dos neurônios CA1 com um miniscópio. (C) O mouse é treinado na tarefa de navegação da pluma de odor. (D) Registro em movimento livre do comportamento do camundongo e dos neurônios CA1 navegando na pluma de odor. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig02.jpg"> 
Figura 2: Cirurgia estereotáxica. (A) Coloque o camundongo anestesiado no aparelho estereotáxico. Ajuste o nível de anestesia entre 2 a 3% de acordo com a resposta reflexa da pata de beliscar (B) Raspe o cabelo acima da cabeça. (C) Faça um pequeno amassado permanente com uma broca com uma broca para fazer um amassado permanente na parte superior do local alvo. (D) Use a broca odontológica para abrir uma perfuração circular de 1,5 mm de diâmetro para permitir a implantação de uma lente GRIN de 1 mm de diâmetro e 4 mm de comprimento no cérebro. (E) Conecte o suporte da lente GRIN ao micromanipulador e ligue o aspirador conectado à pipeta para segurar a lente GRIN. (F) Implante a lente GRIN lentamente no córtex até atingir a profundidade de -1,25 mm abaixo da dura-máter. (G) Cabeça fixa post-mortem ilustrativa mostrando a placa de cabeça e a placa de base cimentadas no crânio com a lente GRIN implantada. (H) Tomografia computadorizada post-mortem da cabeça ilustrando a barra da cabeça na parte superior do crânio e a lente GRIN implantada dentro do crânio. (I) Projeto da placa de cabeça para permitir a fixação da cabeça do mouse. O animal nesta representação não é drapeado para facilitar uma melhor visualização anatômica. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig02large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig03.jpg"> 
Figura 3: Colocação da placa de base do miniscópio. (A) Suporte de miniscópio impresso em 3D acoplado a um micromanipulador. (B) Miniscope anexado ao suporte. (C) Fixação da placa de base ao miniscópio. (D) Apertar o parafuso de fixação para fixar a placa de base ao miniscópio. O parafuso de fixação é liberado após cimentar a placa de base no crânio do camundongo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig03large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig04.jpg"> 
Figura 4. Construção da arena de odores. (A) Câmara transparente da arena do odor. Há uma câmera digital superior para gravar o comportamento do mouse. (B) Motores de passo acoplados a seringas controlam o fornecimento de água para recompensar o mouse. (C) Vista de dentro da arena de odor mostrando uma estrutura de favo de mel é usada para produzir um fluxo laminar e quatro linhas de entrega de odor. (D) Sistema de entrega de odor, incluindo tubos, válvulas e garrafas de odor vistas do lado de fora da arena de odor. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig04large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig05.jpg"> 
Figura 5: Registro de pluma de odor . (A) Pluma de odor registrada com o detector de fotoionização (PID). Média (azul negrito) ± Desvio padrão (azul claro) de cinco traços PID de uma pluma de odor se propagando a 4,23 cm / s na arena de odor. Uma fonte de odor a 2 cm do piso da arena de odor. A cabeça do sensor do PID fornece um sinal de tensão para a concentração de gás da pluma de odor. (B) Gravação a laser da pluma de odor com fluxo ilimitado a 20 cm / s. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig05large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig06.jpg"> 
Figura 6: Treinamento comportamental do camundongo. (A) Rato aprendendo a navegar em direção a uma pluma de odor liberada na faixa da direita. O rato aprende a iniciar um teste indo para a parte de trás da arena de odores, decide um lado para navegar em direção à pluma de odores e bebe uma recompensa de água. (B) Rato aprendendo a navegar em direção a uma pluma de odor liberada na faixa da esquerda. O rato é recompensado com odor se navegar para a pista correta. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig06large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig07.jpg"> 
Figura 7: Pré-processamento dos dados. (A) Traços de cálcio sincronizados com os eventos da arena de odor para muitos ensaios. Cada teste começa com a entrega de odor em vermelho, e os testes recompensados terminam com um pulso de entrega de água em azul. Os traços de cálcio δF/F0 (sem unidade) para cada ROI são mostrados em preto. Cada linha indica um ROI. Uma placa de interface é usada para gravar as saídas TTL da câmera superior na arena de odor e a câmera miniscope para sincronizar os quadros. NorMCorre é usado para corrigir o ruído de movimento dos quadros do miniscópio e EXTRACT é usado para encontrar as ROIs e extrair os traços de cálcio δF/F0. (B) Ensaio único representativo de um rato navegando em uma pluma. A visualização simultânea do comportamento sincronizado (painel esquerdo) e traços de cálcio δF/F0 (painel direito) de cada ROI de um único ensaio é observada com o BENTO. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig07large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67039/67039fig08.jpg"> 
Figura 8. Decodificando a posição do mouse a partir dos sinais CA1. Decodificando a posição X e Y do mouse a partir das ROIs CA1. A previsão de decodificação é mostrada em azul e a posição verdadeira do solo do mouse é mostrada em vermelho. Os traços previstos estão fortemente correlacionados com a verdade fundamental. (A) Decodificando as posições X das ROIs (Coeficiente de Correlação de Pearson = 0,88). (B) Decodificando as posições Y das ROIs (Coeficiente de Correlação de Pearson = 0,88). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/67039fig08large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
Filme Suplementar 1: Exemplo representativo de quadros comportamentais e de miniscópio sincronizados de um mouse navegando em direção a uma pluma de odor na faixa da esquerda. (A) Quadros comportamentais de um camundongo usando um miniscópio e navegando dentro da arena de odor. (B) Quadros de miniscópio do camundongo mostrando os transientes de cálcio bruto registrados através da lente GRIN. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/Movie1.avi" target="_blank">Por favor, clique aqui para baixar este filme.</a>
Filme Suplementar 2: Exemplo representativo de quadros comportamentais e de miniscópio sincronizados de um rato navegando em direção a uma pluma de odor na faixa da direita. (A) Quadros comportamentais de um camundongo usando um miniscópio e navegando dentro da arena de odor. (B) Quadros de miniscópio do camundongo mostrando os transientes de cálcio bruto registrados através da lente GRIN. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/Movie2.avi" target="_blank">Por favor, clique aqui para baixar este filme.</a>
Filme Suplementar 3: Exibição BENTO dos dados processados do comportamento do rato e sinais cerebrais. Painel esquerdo: o mouse está navegando em direção à faixa da direita na arena. As anotações de comportamento são mostradas em cores diferentes. Painel direito: sinais de cálcio δF / F0 do mouse navegando. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/Movie3.avi" target="_blank">Por favor, clique aqui para baixar este filme.</a>
Arquivo Suplementar 1: NoseconeRender.png. Arquivo para o cone do nariz impresso em 3D para realizar anestesia com isoflurano. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/NoseconeRender.zip" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>
Arquivo Suplementar 2: HeadbarRender.png. Arquivo para a barra de cabeça para fixar a cabeça do mouse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/HeadbarRender.zip" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>
Arquivo Suplementar 3: HeadbarTechnicalDrawing.png. Arquivo para a barra de cabeça para fixar a cabeça do mouse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/HeadbarTechnicalDrawing.zip" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>
Arquivo Suplementar 4: ArenaFig_Draft2.tiff. Layout detalhado da arena de odor. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67039/ArenaFig_Draft2.zip" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>

Miniscope registrando sinais de cálcio no hipocampo de camundongos navegando em uma pluma de odor

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

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Fonte: Lee, H. et. al., Imagem de cálcio in vivo bem-sucedida com um microscópio miniaturizado montado na cabeça na amígdala de um camundongo que se comporta livremente. J. Vis. Exp. (2020)Este vídeo demonstra imagens de cálcio in vivo em um camundongo usando um índice de refração gradiente, ou lente GRIN, e um microscópio miniaturizado. A configuração combina a fixação da cabeça dentro de um sistema de gaiola móvel sem atrito, estimulando os neurônios e desencadeando o influxo de íons de...

Imagem microendoscópica de cálcio em tempo real em um camundongo que se move livremente

Fonte: Thapa, R., et. al., Injeção Viral Estereotáxica e Implante de Lente de Índice de Gradiente para Imagem de Cálcio Cerebral Profundo In Vivo.  J. Vis. Exp. (2021)O vídeo demonstra imagens de cálcio em tempo real usando um miniscópio em um camundongo transduzido, correlacionando a atividade neuronal com o comportamento.

Imagem de cálcio em tempo real de um córtex pré-frontal medial de camundongo usando um miniscópio

Aqui descrevemos um protocolo para medir e analisar as respostas de temperatura no bulbo olfatório de Xenopus laevis. Os neurônios receptores olfatórios e as células mitrais são corados diferencialmente, após o que as alterações de cálcio são registradas, refletindo uma sensibilidade de algumas redes neurais no bulbo às quedas de temperatura induzidas no nariz.

Gravação induzida pela temperatura actividade neuronal através de monitoramento das alterações de cálcio no bulbo olfativo de<em&gt; Xenopus laevis</em

Este protocolo descreve a gravação dos potenciais de campo local com haste multi sondas de silicone linear. Conversão de sinais usando análise de densidade atual fonte permite a reconstrução do local atividade elétrica no hipocampo do mouse. Com esta técnica, oscilações espacialmente restrita do cérebro podem ser estudadas em ratos movimentando-se livremente.

Gravação espacialmente restrita oscilações no hipocampo de ratos de comportar-se

Este método descreve uma preparação crônica que permite o acesso óptico ao hipocampo de camundongos vivos. Esta preparação pode ser utilizada para realizar imagens ópticas longitudinais de plasticidade estrutural neuronal e plasticidade celular evocada por atividade ao longo de um período de várias semanas.

Imagem latente longitudinal do dois-fotão do hipocampal dorsal CA1 em ratos vivos

A imagem microendoscópica de cálcio in vivo é uma ferramenta inestimável que permite o monitoramento em tempo real das atividades neuronais em animais de comportamento livre. No entanto, aplicar essa técnica à amígdala tem sido difícil. Este protocolo visa fornecer uma diretriz útil para atingir com sucesso células de amígdala com um microscópio miniaturizado em camundongos.

Imagem de cálcio in vivo bem sucedida com um microscópio miniaturizado de head-mount na Amígdala do Rato Livremente Comportado

Este artigo demonstra a preparação de uma janela de imagem personalizada complementada com cânula de infusão e sua implantação na região ca1 do hipocampo em camundongos.

Procedimento de craniotomia para visualizar atividades neuronais no hipocampo de ratos comportadores

O giro dentado do hipocampo desempenha funções essenciais e distintas na aprendizagem e na memória. Este protocolo descreve um conjunto de procedimentos robustos e eficientes para imagens de cálcio in vivo de células granulares no giro dentado em camundongos em movimento livre.

Imagem de cálcio in vivo de células granulares no giro dentado do hipocampo em camundongos 

Este protocolo detalha a imagem in vivo de cálcio de neurônios hipotalâmicos usando um microscópio miniaturizado (miniscópio) em camundongos que se comportam livremente durante manipulação do estado social (isolamento social e reunião social). Esse método permite a imagem, com resolução de neurônio único, da atividade hipotálmica que representa necessidade social e saciedade social, possibilitando estudos mecanicistas da homeostase social.

In Vivo Imagem de Cálcio com Microscópio Miniaturizado no Hipotálamo para Compreensão de Comportamentos Sociais em Camundongos

Nós descrevemos uma técnica estabelecida para medir e analisar odor evocadas respostas de cálcio no lobo antenal de...

Imagens de cálcio de odor-provocou respostas no Drosophila Lobo antenal

Aprenda a registrar sinais de cálcio com miniscópio no hipocampo CA1 de camundongos durante navegação em pluma de odor. Este método avançado permite correlacionar atividade neural com comportamento espacial em modelos de doença de Alzheimer.

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