Işık büyük birimlerde en az çapı ile teslim etmek için bir doku delici ışığının oluşturmak için bir protokol sunulmuştur.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Işık büyük birimlerde en az çapı ile teslim etmek için bir doku delici ışığının oluşturmak için bir protokol sunulmuştur.
Bu iletişim kuralı optogenetic manipülasyonlar insan dışı primat beyin için geliştirilmiş bir büyük hacimli ışığı açıklar. Işık yüzey alanı yayan maddedir ışığı ile kazınmış uç, değiştirilmiş bir plastik optik fiber böyle > 100 x o geleneksel bir elyaf. İnşaat büyük hacimli ışığının açıklayan ek olarak, bu iletişim kuralı bile hafif dağıtım sağlamak için kullanılan kalite kontrol kalibrasyon ayrıntıları. Ayrıca, bu iletişim kuralını ekleme ve büyük hacimli ışığı kaldırmak için teknikler açıklanır. Yüzeysel ve derin yapıları aydınlatılmış. Bu büyük hacimli ışığı fiziksel olarak bir elektrot birleştiğinde olabilir gerekmez ve ışığı, değil cam, plastik çünkü geleneksel optik lifler paramparça ne zaman o sadece durumlarda Bükülür. Bu ışığı davranışsal ilgili doku birimlerde (≈ 10 mm3) daha fazla penetrasyon hasar daha geleneksel bir fiber optik ile ışık sunar çünkü davranış çalışmalar optogenetics insan dışı primatlar kullanarak kolaylaştırır.
Milisaniye kesin, ışık odaklı nöronal denetimi için izin Optogenetic araçları yaygın fonksiyonel fizyolojisi ve kemirgenler ve omurgasızlar davranışı incelemek için kullanılır. Ancak, teknik sorunlar optogenetics ~ 100 x kemirgen beyin 1' den daha büyük bir hacme sahip insan dışı primat beyin kullanımı sınırlı olabilir.
İnsan dışı primatlar çalışmalarda optogenetics kolaylaştırmak için bir ışığı iki rakip gol gidermek amacıyla tasarlanmıştır: büyük hacimli aydınlatma ve en az penetrasyon hasar. Adres bu kaygıları için önceki girişimleri diğer pahalı geldim. Demetleri lifleri aydınlatmak daha büyük birimleri ancak artan çap ve böylece, hasar2,3. Konik cam elyaf azaltmak penetrasyon hasar, ancak dar odak ışık ışık yüzey alanlarını yayan < 100 µm2 4,5. Dış beyin aydınlatma dura bir pencereden sınama penetrasyon hasar kaçınmanızı sağlar ve büyük hacimli aydınlatma için izin verebilir, ancak yalnızca bir kaç yüzeysel beyin alanları6için kullanılabilir.
Büyük hacimli, küçük çaplı ışığı (Şekil 1a) oluşturmak için bir plastik fiber konik ısıdır ve çekirdek ve kaplama optik ucu (Şekil 1bc) kazınmış. Işık dar bir noktaya odaklanmak diğer konik lifleri, gravür ışık eşit olarak dışarı belgili tanımlık uç, böylece, ışık geniş geniş bir alanı (şekil 1 de) dağıtma kenarlarında kaçmak izin verir. Penetrasyon hasar penetrasyon çapı için orantılı, bu ışığı penetrasyon hasarı daha geleneksel bir lif vardır, henüz o vardır çünkü > 1 ile daha geniş yüzey alanı ve sunar ışığı yayan ışık x 100/100 ışık güç bir beyin hayalet (%1,75 özel) dansitesi (şekil 1e). Onlar kendi ışık yayan yüzeyler eşit ışık güç yoğunlukları varken Monte Carlo modeli (şekil 1f) hafif formada geleneksel bir elyaf ve büyük hacimli ışığı arasındaki farkı gösterir. Her ışığı tek tek (şekil 2a, b) ucu (Şekil 2 c) boyunca bile hafif dağıtım sağlamak için entegre bir küre kullanılarak kalibre edilmiş.
Bu büyük hacimli ışığı davranış ve insan dışı primatlar nöronal ateş etmeye optogenetic manipülasyon ile doğrulandı. Fiber ucu uzunluğu herhangi bir beyin bölgesinde ve her hayvanın bireysel alıcı alan eşleştirme için özelleştirilebilir. Işığı aydınlatma uzunluğu span nöronal kayıtları için derinlemesine bir elektrot ile eşleştirilmiş. Çünkü lif herhangi bir renk görünür ışığın taşıyabilir, Ayrıca, bu herhangi bir kullanılabilir kullanılabilir optogenetic molekülleri ile eşleştirilmiş olabilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Not: tüm hayvan yordamlar NIH kılavuzlarınıza uygun olarak vardı ve tarafından Massachusetts Institute of teknoloji Komitesi hayvan bakım kabul edildi.
1. ışığı imalat
2. Işığı kalibrasyon ve kalite kontrol
Not: ışık non-lineer fiber ucundan farklı mesafelerde çıktı için bu yöntemleri kalibrasyon için değerlendirmek. Genellikle düzensiz ışık dağılımı sonuçları bir “ inişli çıkışlı ” veya “ dalgalı ” konik.
3. Vivo içinde aydınlatma
Not: burada, bu yöntemlerin bir insan dışı primat yerine plastik bir modeli kullanarak gösterilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Büyük beyin cilt insan dışı primatlar olarak aydınlatma için davranışsal ilgili optogenetic manipülasyon sağlar. Acker vd. (2016) kullanılan bu büyük hacimli ışığı kırmızı kayar Halorhodopsin, bellek güdümlü saccades iki al yanaklı maymun içinde ön göz alana (FEF) zamansal katkısını çalışmaya Jaws 7 ile. Özellikle, FEF nöronlar Jaws içeren bir viral vektör ile enjekte ve büyük hacimli ışığı hedef sununun, gecikme süresi veya motor hazırlama süreci bellek güdümlü saccade görev sırasında ku...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Optogenetic araçları hastalığı ve Fizyoloji Rodents incelemek için yaygın olarak kullanılır iken, bir aydınlatıcı büyük beyin birimi teknik sorun optogenetics insan olmayan primatlarda kullanımı sınırlıdır. Maymunlar çalışmalarda öncü küçük birimleri, belki de aydınlatmak için büyük ışık güç yoğunlukları (~ 100 mW/mm2 ile 20 W/mm2) kullanılan < 1 mm3ve korteks4, eksitatör opsins ile bildirilen mütevazı davranışsal etkileri 9<...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
LCA bir NDSEG Bursu, NSF GRFP ve McGovern Enstitüsü dostları fon kabul eder. EP Harry ve Eunice Nohara UROP Fonu, MIT sınıf 1995 UROP Fonu ve MIT UROP Fonu fon kabul eder. ESB NIH 2R44NS070453-03A1, Hadi Harvey ödül ve New York kök hücre Vakfı-Robertson Ödülü fon kabul eder. RD NIH EY017292 fon kabul eder. Michael Williams takım düzenlemek ve filme önce malzemeleri toplamak için yardımcı oldu.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Plastik fiber optik | Endüstriyel fiber optik | SK-10 | 250 mikron çap, Süper Eska hattı |
| Tel sıyırıcı | Klein Tools | 11047 | 22 gauge |
| Mengene Kelepçesi | Wilton | 11104 | Genel masa montajlı mengene kelepçesi |
| Çift sıcaklık ısı tabancası | Milwaukee | 8975-6 | 570 / 1.000 ° F |
| Lab işaretleyici | VWR | 52877 | |
| Diseksiyon mikroskobu | VistaVision | 82027-156 | Çift akkor ışıklı stereo mikroskop, 2X/4X büyütme, VWR'den temin edilebilir |
| Laboratuvar bandı | VWR | 89097-972 | 4 paket menekşe rengi; Ancak, bant rengi önemli değil |
| Silisyum karbür alıştırma levhası | ThorLabs | LF5P | 5 mikron kum, 10 paket |
| Alüminyum oksit alıştırma | levhası ThorLabs | LF3P | 3 mikron kumlu, 10 paket |
| Alüminyum oksit alıştırma ve levha | ThorLabs | LF1P | 1 mikron kumlu, 10 paket |
| Kalsine alümina alümina alıştırma levhası | ThorLabs | LF03P | 0,3 mikron kumlu, 10 paket |
| Sıcak bıçak | Endüstriyel fiber optik | IF370012 | 60 Watt, ağır hizmet tipi |
| Fiber muayene kapsamı | ThorLabs | FS201 | isteğe bağlı |
| Paslanmaz Çelik Yüksük | Hassas fiber optik | MM-FER2003SS-265 | 265 mikron iç çap |
| 1 mL şırınga | BD | 14-823-30 | Luer-lok ucu, sızıntı riskini azaltmak için tercih edilir, ancak kesinlikle gerekli değildir |
| Plastik epoksi | Endüstriyel fiber optik | 40 0005 | |
| 18 gauge kör iğne | BD | 305180 | 1,5 inç uzunluk |
| Tüy bırakmayan mendil (KimWipe) | ThorLabs | KW32 | birçok satıcıdan temin edilebilir |
| Işık emici folyo | ThorLabs | BKF12 | |
| Elektrik bandı | 3M | Temflex 1700 | İsteğe bağlı, diğer markaların / modellerin yerini alabilir |
| 26 gauge keskin iğne | BD | 305111 | 0,5 inç uzunluk |
| Mikromanipülatör | Siskiyou | 70750000E | diğer markaların/modellerin yerini alabilir |
| Steretaktik kol | Kopf | 1460 | diğer markaların/modellerin yerini alabilir |
| Lazer güvenlik gözlükleri | KenTeK | KCM-6012 | , kullanılan lazerin rengine göre seçilmelidir, örnek burada verilmiştir |
| Lazer veya diğer ışık kaynağı | vortran | Stradus 473-50 | mavi lazer örneği |
| Entegre küre | ThorLabs | S142C | Ekli güç ölçer, ThorLabs'tan da temin edilebilir, ürün #PM100D |
| Ultem kayıt odası | Crist enstrüman şirketi | 6-ICO-J0 | Hizalama çentiği ile özelleştirilmiş |
| Kelepçeli kule mikro sürücü | NAN | DRTBL-CMS | |
| Kılavuz tüp | Özel | Yok | 25 gauge spinal iğne (BD) veya künt borudan yapılmıştır |
| NAN sürücü sistemi | NAN NANDrive | ||
| Özel ızgara tasarımı | istek üzerine özel | özel | planlar mevcuttur |
| Künt forseps | FischerScientific | 08-875-8A | jenerik paslanmaz çelik künt forseps |
| Dijital kumpaslar | Neiko | 01407A | amazon.com'da mevcuttur. Daha hassas ölçümler için daha ince çözünürlüklü bir kumpas seçebilir. |
| Yama kablosu | ThorLabs | FG200LCC-custom | Bu, birçok olası yama kablosuna bir örnektir. Fiber çapı, büyük hacimli aydınlatıcının fiber çapına eşit veya daha az olduğu ve konektörler arayüzü olduğu sürece, herhangi bir yama kablosu (cam veya plastik, satıcı tarafından satın alınan veya laboratuvarda yapılan) bu uygulama için uygundur. |
| Şeffaf plastik toz kapakları | ThorLabs | CAPF | 25 |
| seramik bölünmüş çiftleşme manşonu | Hassas Elyaf Ürünleri, Inc. | SM-CS1140S |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.