Name: Büyük hacimli, insan dışı primatlar Optogenetics için davranışsal ilgili aydınlatma (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-03T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 32 s
Description: Öğrenin, insan dışı primatlarda büyük hacimli optogenetik manipülasyonlar için doku penetrasyonlu aydınlatıcı nasıl oluşturulur. Bu yöntem, minimal doku hasarıyla davranışsal nörobilim araştırmalarına olanak tanır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

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.

Not: tüm hayvan yordamlar NIH kılavuzlarınıza uygun olarak vardı ve tarafından Massachusetts Institute of teknoloji Komitesi hayvan bakım kabul edildi.
 1. ışığı imalat <ol><li>250 µm çapı plastik en az 10 cm istenen toplam ışığı uzunluktan daha uzun olan fiber optik bir bölümünü kesmek için keskin makas çifti kullanın.</li>
	<li>15-20 cm polietilen ceket plastik fiber optik 22 ölçüm tel striptizci kullanarak bir ucundan kaldır.</li>
	<li>Distal güvenli bir tablo mengene kelepçe lif soyulmuş ucunun çoğu 3-5 cm.</li>
	<li>Lif ceketli sonu gergin bir sürekli sabit çekme ile bir elinde tut. Fiber ahlak dik yere paralel olmalıdır. Isıtma ve soğutma bu incelir gibi lif düz ve gergin kalması (adımları 1,5 ve 1,6 aşağıdaki) boyunca lif üzerinde sürekli bu gerginlik korumak.</li>
	<li>Çift sıcaklık ısı tabancası (570/1000 ° F,), en düşük fiyat ayarı kullanarak fiber soyulmuş bölüm çapı 60-100 mikron veya insan saçı çapını hakkında için inceltilerek kadar ısı.</li>
	<li>Sürekli gerginlik üzerinde lif lif soğutmak izin verirken korumak. Başarısızlık gerginlik korumak için kıvırmak lif neden olabilir.</li>
	<li>Diseksiyon mikroskop altında inceltilmiş uç çapı onaylayın. Alternatif olarak, bunun yerine Çap pergeli birini kullanabilirsiniz.
	<ol><li>Fiber yeterince ince değil, 1.4 ile 1.6 istenen uç çapı ulaşmak için gerektiği gibi yineleyin.</li>
		<li>İsteğe bağlı yeniden çekerek eğer koyarsanız küçük bir işareti lif en dar kısmı böylece ısı silah ortasına lif en dar kısmı hedefleyen bu tekrar ısıtılmış.</li>
		<li>Lif çok ince ise, baştan.</li>
	</ol></li> <li>Fiber tam soğuduktan sonra elde istenen çap, lif en dar noktası 3 cm üstünde ikisinden biri yan çimdik. Hızlı bir çekme lif ekseni boyunca keskin, konik ipucu oluşturmak için iki ayrı.</li>
	<li>Altında bir düşük güç (örneğin, 4 X) konik uç diseksiyon mikroskop üstünde inceleyin. Ucu çatallı veya ( şekil 1f) kıvrılmış, fiber atın.</li>
	Laboratuvar bant son 5 mm maruz bırakarak uç, sonuna yakın bir parçası yerleştirerek konik ucunu Etch <li>hazırla. Bant gravür ışık emisyon İstenilen uzunlukta yukarıda lif korur. Bu ipucu uzunluğu primat korteks hedef bölgedeki kalınlığına göre seçildi. Daha uzun veya daha kısa uzunluğu aydınlatma istenilen uzunluğa bağlı olarak maruz olabilir. Farklı etch ucu uzunluğu isterseniz, laboratuvar bant kenarına yakın için veya uzak konik ucunu taşınabilir.</li>
	<li>, Başparmak ve işaret parmağı arasında küçük (~ 1 inç x 2 inç) kare 5 mikron silikon karbid alıştırma sayfası üzerinden katlayın. Alıştırma sayfası iki taraf arasında fiber ucu yerleştirin ve yavaşça küçük dairesel hareketler kullanarak fiber sanki bir BB başparmak ve işaret parmağı arasında inişli çıkışlı etch. Sık sık tüm tarafların eşit olarak kazınmış lif döndürür. Fiber ipucu görünür &#8220; pürüzlü &#8221; un kazınmış alanları genellikle düzgün görünür iken, kazınmış alanlarda çıplak gözle.</li>
	<li>Sayfası alıştırma 3 μm kalınlığında alüminyum oksit ile tekrar adım 1.11.</li>
	<li>Işığı kazınmış ipucu ters ucunda bir bağlayıcı yapıştırmayın. Bu bir optik kablo veya lazer ışığı sağlar. 
	Not: Bu yöntem cam tamir için tercih edilen yöntem farklı / silika optik lifler halkalar. Metal yüksük plastik Optik lif, lif ve hakla sonra yapıştırma zarar verebilir bir birim olarak parlatma daha sert plastik fiber optik olarak küçük parçaları metal parlatma işlemi sırasında üretilen çünkü kendilerini düz i ciddi lif katıştırabilirsiniz.
	<ol><li>5 mm polietilen ceket 22 ölçüm tel striptizci kullanarak ışığı ters sonundan kaldırın.</li>
		<li>Ucunu yüzeyi pürüzsüz düz bir sıcak bıçak ile kesmek.</li>
		<li>Gittikçe daha hassas alıştırma ile düz ucunu Lehçe sayfaları: 5 mikron, 3 mikron, 1 mikron ve 0.3 µm.</li>
		<li>Düz eklemek bir 260 µm iç çap paslanmaz çelik yüksük kadar yüksük sonu ile aynı hizada ucunu karşısında.</li>
		<li>Görsel olarak karşı tarafındaki diğer ucuna düzgün ve eşit bir lif mikroskopla parlatılır onaylayın.</li>
		<li>Fiber yüksük kaldırmak ve aşağı dönük fiber yüksük dikey olarak tablonun kenar bant.</li>
		<li>1 mL şırınga plastik epoksi ile doldurun ve bir künt 18 gauge iğne şırıngaya takın.</li>
		<li>İğne yüksük aşağı epoksi uygulamak için kullanın. Yüksük tamamen epoksi ile doldurmak.</li>
		<li>Lif yüksük takın.</li>
		<li>Herhangi bir aşırı epoksi cilalı yüzey fiber gerekirse kurutma önce ıslak bir hav bırakmayan silin silin. Aksi takdirde, aşırı epoksi-ebilmek var olmak çıkarmak sonra 12-24 h.</li>
		<li>Lif yavaşça kalibrasyon kadar saklamak ve toz kapağı üzerinde yüksük yerleştirin.</li>
	</ol></li></ol> 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 &#8220; inişli çıkışlı &#8221; veya &#8220; dalgalı &#8221; konik.
<ol><li>Bir ışık koruyucu oluştur diyafram ışık emici folyo ( Şekil 2) kullanarak entegre küre üst için. 
	Not: Ne zaman cilt önlemek için folyo emici işleme ışık ışık yansıtan lekeler oluşturmasını yağlar eldiven giymek.
	<ol><li>Kat 2 &#8221; 4 &#8221; parça folyo emici üzerinde kendi üzerinde bir 2 oluşturmak için ışık &#8221; x 2 &#8221; Meydanı. alternatif bir yöntem olduğunu bir 2 kesmek için &#8221; x 2 &#8221; kare bir ışık emici yan ve yan (Yani yansıtan bir ışık ile Standart alüminyum folyo bir tarafı); Sonraki adım. diyafram işlemek için sıkıcı bir kenar sağlar ancak, katlanır yöntemi daha güvenlidir</li> <li>kat laboratuvar teyp veya olmayan katlanmış kenarları bağlamak için kare kenarları boyunca Elektrik bandı. Bu her iki taraf bir arada tutan ve kesikler keskin kenarlar üzerinden karşı korur.</li>
		<li>26 gauge iğne kullanarak meydanın ortasına bir delik delmek.</li>
		<li>Entegre küre büyük kap üzerinde çıkarın ve açılması diyafram ile kaplayın. Delik merkezine yerleştirin. Diyafram bir ışık emici ve yan yansıtan bir ışık ile oluşturulursa, yer kadar yan emici ışık ve aşağı, entegre küre içine bakacak şekilde yan yansıtan ışık. 
		Not: Toz ve enkaz entegre küre girmesini önlemek için ve ortalanmış delik için diyafram laboratuvar bant ile entegre küre dışına güvenli.</li>
	</ol></li> <li>Ölçü hafif bir micromanipulator veya stereotaksik kol ve entegre bir küre kullanılarak 500 µm artışlarla ipucu boyunca çıktı. 
	Not: Lazer üzerinde olduğunda uygun dalga boyu koruyucu gözlük takılmalıdır.
	<ol><li>Fiber karşı tarafındaki diğer ucuna bir lazer veya ışık bağlanmak kaynak, ama henüz çıkış ışık tetiklemek değil.</li>
		<li>Işığı stereotaksik sahibi (prefe için güvenlirably laboratuvar bant ile) ucu sahibinin alt altında 7-10 mm.</li>
		<li>Vida stereotaksik indirdiğimde stereotaksik yuvasına</li>
		<li>Işığı diyafram ortasına delikle hizalayın. İpucu diyafram tam olarak aynı düzeyde olduğunda micromanipulator sıfır.</li>
		<li>Turn off Oda ışıkları ve entegre küre sıfır.</li>
		<li>Lazer (veya diğer ışık kaynağı) tetikler ve entegre küre kullanarak çıkış toplam ışık gücü ölçmek. 
		Not: Kalibrasyon test etmek için olası en düşük ışık çıkışını kullanın.</li>
		<li>Lif 500 µm entegre Küre ve tekrar içine adım 2.2.6 indirin.</li>
		<li>Lif entegre küre düşürücü ve 500 µm artışlarla toplam ışık verimi toplam ışık gücü düzeyleri kapalı kadar ölçme devam 
		Uyarı: Bir kez tüm belgili tanımlık uç Küre'ye toplam ışık gücü kapalı seviyesine. Fiber düşürmeye devam kazınmış ötesinde daha--dan 1-2 mm uzunluğu ipucu. Entegre küre alt ucu temasa geçerse, o eritebilir ve/veya entegre küre berbat.</li>
	</ol></li> <li>Toplam ışık gücü gibi bir işlev ne kadar lif doğrusallık onaylamak için entegre küre içine düşürüldü çıkış komplo tarafından eşit şekilde kazınmış bir lif onaylayın.</li></ol>
 3. Vivo içinde aydınlatma
 Not: burada, bu yöntemlerin bir insan dışı primat yerine plastik bir modeli kullanarak gösterilir.
<ol><li>İmplant 25 mm çapında kayıt odası deneme önce ilgi beyin alan üzerinde implante.</li>
	<li>Deneme önce anatomik manyetik rezonans görüntüleme (MRG) gerçekleştirin. Odasında bir özel kayıt ızgara koyun ve kılavuz görselleştirme ve dura ve hedef beyin yapıları düzeyde belirlenmesi için izin vermek için steril cerrahi yağ ile doldurun.</li>
	<li>Önce her test oturumu bir kule mikro-yola hazırlayın.
	<ol><li>Ucu eğimli ucu orta ve alt ile 25 ölçüm Kılavuzu tüp üstünde belgili tanımlık götürmek kıskaç. İki kelepçeler Kılavuzu tüp düz kalmasını sağlamak için kullanılır. Bu kelepçeler her ikisi de el ile isterseniz taşınabilirler. 
		Not: Kılavuzu tüp epoxied veya kelepçeler için lehimli.</li>
		<li>Büyük hacimli ışığı aynı sürücüdeki üst kelepçe içinde güvenli. Şunu sıkıca sürücü motor bağlı.</li>
		<li>Büyük hacimli ışığı Kılavuzu tüpünden tamamen iş parçacığı ve ışığı ucu Kılavuzu tüp ipucu uzanır onaylayın. 
		Not: Kılavuzu tüp ucu olarak beyin zarı mesafeden hedef beyin bölgesinin alt kenar boşluğuna eşittir Geçmiş uzanır ışığı uzunluğu belirlenir üzerinden MRI.</li>
		<li>Kılavuz tüp ve ışığı antiseptik çözüm (örneğin, chlorohexidine) sterilize etmek için emmek.</li>
	</ol></li> <li>Temiz oda içinde özel bir steril kılavuz yerleştirin ve bir vida odası tarafında ile önceden belirlenmiş bir yönelim, güvenli. Burada gösterilen kılavuz 1 mm aralığı vardır; Ancak, boşluğu gerektiği gibi özelleştirilmiş olabilir. 
	Not: Bu kılavuz ve anatomik MRI kullanılan yönlendirme için aynı olması gerekir.</li>
	<li>Stereotaksik mikro-sürücü sahibi önceden belirlenmiş bir yönelim kayıt odasında üzerinde güvenli.</li>
	<li>Steril, künt forseps kullanarak ışığı çekerek Kılavuzu tüp sterilize ışığı geri çek. Işığı ucu 5-10 mm Kılavuzu tüp ucu yukarıda olmalıdır. 
	Not: Işığı dışa doğru kılavuz tüp ve kelepçe arasında yay olacak. Bu esnek ışığı zarar vermez.</li>
	<li>Sahibi için mikro sürücü takmak ve Kılavuzu tüpü hedef kılavuz deliğe yerleştirin.</li>
	<li>Daha düşük mikro-sürücü sahne Kılavuzu tüp sadece beyin zarı düzey arası olana. 
	Not: İsterseniz, ikinci bir mikro-sürücü bir elektrot ile sahne alanı'nda yerleştirilir ve bir farklı bir kılavuz deliğe indirdi. Yerel alan bu elektrot potansiyel ışığı yerleşim doğrulamak için kullanılan bir mesafe bağımlı hafif yapı gösterecektir.</li>
	<li>, Işığı el ile steril Forseps ile alt deneyin.
	<ol><li>Herhangi bir direnç ise, ışığı geri çek 5 - 10 mm, doku yeniden deneyin ve yerleşmek izin vermek için 10 dk bekle.</li>
		<li>İse hala direnç ikinci denemede, ışığı ipucu kılavuz 0,25 mm tüp ve yeniden deneyin Kılavuzu tüpün içine, alt geri çek.</li>
		<li>Işığı slaytlar arasında herhangi bir direniş olmadan Kılavuzu tüp kadar yineleyin.</li>
		<li>Daha düşük ışığı kadar gergin. 
		Uyarı: Işığı direnci karşı zorla itmeyin. Bu gibi durumlarda Kılavuzu tüp genellikle beyin zarı tam olarak nüfuz değil. Fiber zorla iterek kendisi üzerinde beyin girme ve muhtemelen yok ucu ( şekil 1 g) fiber önleme eğmek için neden olur.</li>
	</ol></li> <li>Kurmak daha büyük optik veya lazer ışığı diğer ucundaki yüksük bağlayın.</li>
	<li>Işık yok insan dışı primat görünür olduğundan emin olun.
	<ol><li>Geçirmeyen koruyucu kullanın veya tam kayıt kuleleri kapsayacak şekilde folyo emici ışık.</li>
		<li>Tüm optik bağlantıları folyo emici lşıktan yapılmış korumalı zarflarda yerleştirin.</li>
		<li>Tüm patch kablolar ile folyo veya siyah Elektrik bandı emici her iki ışık kalkan.</li>
		<li>İlave bir önlem olarak insan dışı primat arkasında deneyinde kullanılan aynı ışık rengi bir yem ışık yayan diyot (LED) banka yerleştirin ve LED'ler sürekli 2.5 Hz de flash. Bu gözleri tamamen karanlığa ayarlama engeller. Yanlışlıkla ışık sızıntısı olsaydı, bu yanıp sönen ışık davranış tetikleyici olarak hizmet den sızıntıyı önlemek için yardımcı olacağını.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Herculano-Houzel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+human+brain+in+numbers%3A+a+linearly+scaled-up+primate+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The human brain in numbers: a linearly scaled-up primate brain.</a> Front Hum Neurosci. 3, 31(2009).</li>
<li>Tamura, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+glass-coated+tungsten+microelectrode+enclosing+optical+fibers+for+optogenetic+exploration+in+primate+deep+brain+structures%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Meth%22%5BJournal%5D)">A glass-coated tungsten microelectrode enclosing optical fibers for optogenetic exploration in primate deep brain structures.</a> J Neurosci Meth. 211 (1), 49-57 (2012).</li>
<li>Diester, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optogenetic+toolbox+designed+for+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">An optogenetic toolbox designed for primates.</a> Nat Neurosci. 14 (3), 387-397 (2011).</li>
<li>Dai, J., Brooks, D. I., Sheinberg, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetic+and+Electrical+Microstimulation+Systematically+Bias+Visuospatial+Choice+in+Primates%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+biol%22%5BJournal%5D)">Optogenetic and Electrical Microstimulation Systematically Bias Visuospatial Choice in Primates.</a> Curr biol. 24 (1), 63-69 (2014).</li>
<li>Ozden, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+coaxial+optrode+as+multifunction+write-read+probe+for+optogenetic+studies+in+non-human+primates%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Meth%22%5BJournal%5D)">A coaxial optrode as multifunction write-read probe for optogenetic studies in non-human primates.</a> J Neurosci Meth. 219 (1), 142-154 (2013).</li>
<li>Ruiz, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetics+through+windows+on+the+brain+in+the+nonhuman+primate%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Optogenetics through windows on the brain in the nonhuman primate.</a> J Neurophysiol. 110 (6), 1455-1467 (2013).</li>
<li>Chuong, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+optical+inhibition+with+a+red-shifted+microbial+rhodopsin%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Noninvasive optical inhibition with a red-shifted microbial rhodopsin.</a> Nat Neurosci. 17 (8), 1123-1129 (2014).</li>
<li>Acker, L., Pino, E. N., Boyden, E. S., Desimone, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FEF+inactivation+with+improved+optogenetic+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">FEF inactivation with improved optogenetic methods.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 113 (46), 7297-7306 (2016).</li>
<li>Jazayeri, M., Lindbloom-Brown, Z., Horwitz, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saccadic+eye+movements+evoked+by+optogenetic+activation+of+primate+V1%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Saccadic eye movements evoked by optogenetic activation of primate V1.</a> Nat Neurosci. 15 (10), 1368-1370 (2012).</li>
<li>Gerits, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetically+Induced+Behavioral+and+Functional+Network+Changes+in+Primates%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Optogenetically Induced Behavioral and Functional Network Changes in Primates.</a> Curr Biol. 22 (18), 1722-1726 (2012).</li>
<li>Ohayon, S., Grimaldi, P., Schweers, N., Tsao, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saccade+modulation+by+optical+and+electrical+stimulation+in+the+macaque+frontal+eye+field%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Saccade modulation by optical and electrical stimulation in the macaque frontal eye field.</a> J Neurosci. 33 (42), 16684-16697 (2013).</li>
<li>Cavanaugh, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetic+inactivation+modifies+monkey+visuomotor+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Optogenetic inactivation modifies monkey visuomotor behavior.</a> Neuron. 76 (5), 901-907 (2012).</li>
</ol>

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 &#60; 1 mm3ve korteks4, eksitatör opsins ile bildirilen mütevazı davranışsal etkileri 9<...

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 &#60; 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 &#62; 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.

<table><tbody><tr><td>Plastik fiber optik</td><td>Endüstriyel fiber optik</td><td>SK-10</td><td>250 mikron çap, Süper Eska hattı</td></tr><tr><td>Tel sıyırıcı</td><td>Klein Tools</td><td>11047</td><td>22 gauge</td></tr><tr><td>Mengene Kelepçesi</td><td>Wilton</td><td>11104</td><td>Genel masa montajlı mengene kelepçesi</td></tr><tr><td>Çift sıcaklık ısı tabancası</td><td>Milwaukee</td><td>8975-6</td><td>570 / 1.000 &deg; F</td></tr><tr><td>Lab işaretleyici</td><td>VWR</td><td>52877</td><td></td></tr><tr><td>Diseksiyon mikroskobu</td><td>VistaVision</td><td>82027-156</td><td>Çift akkor ışıklı stereo mikroskop, 2X/4X büyütme, VWR'den temin edilebilir</td></tr><tr><td>Laboratuvar bandı</td><td>VWR</td><td>89097-972</td><td>4 paket menekşe rengi; Ancak, bant rengi önemli değil</td></tr><tr><td>Silisyum karbür alıştırma levhası</td><td>ThorLabs</td><td>LF5P</td><td>5 mikron kum, 10 paket</td></tr><tr><td>Alüminyum oksit alıştırma</td><td>levhası ThorLabs</td><td>LF3P</td><td>3 mikron kumlu, 10 paket</td></tr><tr><td>Alüminyum oksit alıştırma ve levha</td><td>ThorLabs</td><td>LF1P</td><td>1 mikron kumlu, 10 paket</td></tr><tr><td>Kalsine alümina alümina alıştırma levhası</td><td>ThorLabs</td><td>LF03P</td><td>0,3 mikron kumlu, 10 paket</td></tr><tr><td>Sıcak bıçak</td><td>Endüstriyel fiber optik</td><td>IF370012</td><td>60 Watt, ağır hizmet tipi</td></tr><tr><td>Fiber muayene kapsamı</td><td>ThorLabs</td><td>FS201</td><td>isteğe bağlı</td></tr><tr><td>Paslanmaz Çelik Yüksük</td><td>Hassas fiber optik</td><td>MM-FER2003SS-265</td><td>265 mikron iç çap</td></tr><tr><td>1 mL şırınga</td><td>BD</td><td>14-823-30</td><td>Luer-lok ucu, sızıntı riskini azaltmak için tercih edilir, ancak kesinlikle gerekli değildir</td></tr><tr><td>Plastik epoksi</td><td>Endüstriyel fiber optik</td><td>40 0005</td><td></td></tr><tr><td>18 gauge kör iğne</td><td>BD</td><td>305180</td><td>1,5 inç uzunluk</td></tr><tr><td>Tüy bırakmayan mendil (KimWipe)</td><td>ThorLabs</td><td>KW32</td><td>birçok satıcıdan temin edilebilir</td></tr><tr><td>Işık emici folyo</td><td>ThorLabs</td><td>BKF12</td><td></td></tr><tr><td>Elektrik bandı</td><td>3M</td><td>Temflex 1700</td><td>İsteğe bağlı, diğer markaların / modellerin yerini alabilir</td></tr><tr><td>26 gauge keskin iğne&nbsp;</td><td>BD</td><td>305111</td><td>0,5 inç uzunluk</td></tr><tr><td>Mikromanipülatör</td><td>Siskiyou</td><td>70750000E</td><td>diğer markaların/modellerin yerini alabilir</td></tr><tr><td>Steretaktik kol</td><td>Kopf</td><td>1460</td><td>diğer markaların/modellerin yerini alabilir</td></tr><tr><td>Lazer güvenlik gözlükleri</td><td>KenTeK</td><td>KCM-6012</td><td>, kullanılan lazerin rengine göre seçilmelidir, örnek burada verilmiştir</td></tr><tr><td>Lazer veya diğer ışık kaynağı</td><td>vortran</td><td>Stradus 473-50</td><td>mavi lazer örneği</td></tr><tr><td>Entegre küre</td><td>ThorLabs</td><td>S142C</td><td>Ekli güç ölçer, ThorLabs'tan da temin edilebilir, ürün #PM100D</td></tr><tr><td>Ultem kayıt odası</td><td>Crist enstrüman şirketi</td><td>6-ICO-J0</td><td>Hizalama çentiği ile özelleştirilmiş</td></tr><tr><td>Kelepçeli kule mikro sürücü</td><td>NAN</td><td>DRTBL-CMS</td><td></td></tr><tr><td>Kılavuz tüp</td><td>Özel</td><td>Yok</td><td>25 gauge spinal iğne (BD) veya künt borudan yapılmıştır</td></tr><tr><td>NAN sürücü sistemi</td><td></td><td>NAN NANDrive</td><td></td></tr><tr><td>Özel ızgara tasarımı</td>, <td>istek üzerine özel</td><td>özel</td><td>planlar mevcuttur</td></tr><tr><td>Künt forseps</td><td>FischerScientific</td><td>08-875-8A</td><td>jenerik paslanmaz çelik künt forseps</td></tr><tr><td>Dijital kumpaslar</td><td>Neiko</td><td>01407A</td><td>amazon.com'da mevcuttur. Daha hassas ölçümler için daha ince çözünürlüklü bir kumpas seçebilir.</td></tr><tr><td>Yama kablosu</td><td>ThorLabs</td><td>FG200LCC-custom</td><td>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.</td></tr><tr><td>Şeffaf plastik toz kapakları</td><td>ThorLabs</td><td>CAPF</td><td>25</td></tr><tr><td>seramik bölünmüş çiftleşme manşonu</td> paketi <td>Hassas Elyaf Ürünleri, Inc.</td><td>SM-CS1140S</td><td></td></tr></tbody></table>

büyük hacimli, insan dışı primatlar optogenetics için davranışsal ilgili aydınlatma

Large Volume, Behaviorally-relevant Illumination for Optogenetics in Non-human Primates

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 &#62; 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.

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...

Işık büyük birimlerde en az çapı ile teslim etmek için bir doku delici ışığının oluşturmak için bir protokol sunulmuştur.

Büyük hacimli, insan dışı primatlar Optogenetics için davranışsal ilgili aydınlatma

This protocol describes a large-volume illuminator, which was developed for optogenetic manipulations in the non-human primate brain. The illuminator is a ...

Bu protokolün genel amacı, insan olmayan primatlarda optogenetik manipülasyonlara çok uygun olan büyük hacimli bir doku aydınlatıcı oluşturmaktır. Bu yöntem, farklı beyin bölgelerindeki nöron popülasyonlarının davranışa nasıl katkıda bulunduğu ve bir bölgedeki zamansal olarak spesifik nöronal ateşleme modellerinin başka bir bölgeyi nasıl etkileyebileceği gibi sinirbilim alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, ışık kullanması ve böylece davranışsal olarak ilgili büyük beyin hacimlerinin minimum doku hasarı ile optogenetik manipülasyonuna izin vermesidir.Bu tekniğin sonuçları, insan ve insan olmayan primat beyinleri arasındaki benzerlikler nedeniyle translasyonel tıbba kadar uzanır. Genel olarak, bu yönteme yeni olan kişiler mücadele edeceklerdir çünkü bu lifleri çekerken uygun miktarda basınç uygulamak biraz pratik gerektirir. Bu prosedüre başlamak için, istenen toplam aydınlatıcı uzunluğundan en az 10 santimetre daha uzun olan 250 mikrometre çapında plastik optik fiberden bir kesiti kesmek için bir çift keskin makas kullanın.Ardından, 22 gauge tel sıyırıcı kullanarak plastik optik fiberin bir ucundan 15 ila 20 santimetre polietilen k

large-volume-behaviorally-relevant-illumination-for-optogenetics-non

Research

JoVE Journal

Behavior

Davranış

Koku ampul Yetişkin doğumlu nöronlar optogenetically Channelrhodopsin2-implant minyatür rostral göçmen akışı ve kronik photostimulation lentiviral enjeksiyon ifade LED kullanılarak kontrol edilebilir.

Kronik Yetişkin doğmuş Koku Nöronlar Seçici Viral İletimi In vivo Optogenetic Uyarım

Genetik ve optik birleştirmek nörobilim araçlarının son gelişmeler, mekansal ve zamansal çözünürlük görülmemiş bir düzeye ile nöral devre faaliyet üzerinde kontrol sağlayan, "optogenetics" olarak adlandırılır. Burada prefrontal korteks ve subicular piramidal nöronların genetik tanımlanmış alt kümelerinin optogenetic manipülasyon ile vivo kayıtta entegre etmek için bir protokol sağlar.

Bireysel piramidal nöronlar High Fidelity optogenetic Kontrolü için Bir Yöntem<em&gt; In vivo</em

Optogenetik, davranışsal sinirbilim deneylerinde kullanım için güçlü bir araç haline geldi. Bu protokol, lazer sistemlerinin tasarımı ve kurulumu için adım adım bir kılavuz sunar ve çoğu kemirgen davranışsal test paradigmasıyla uyumlu çoklu ve eşzamanlı in vivo optogenetik stimülasyonların gerçekleştirilmesi için tam bir protokol sağlar.

Kemirgen Santral Sinir Sistemi vivo optogenetic Stimülasyon içinde

Burada, anestezi uygulanmış fare korteksindeki tanımlanmış inhibitör internöronlardan kararlı, iyi izole edilmiş tek birimli kayıtlar elde etme stratejimizi açıklıyoruz. ChR2 eksprese eden nöronlar, mavi ışığa verdikleri tepkilerle tanımlanır. Yöntem, standart hücre dışı kayıt ekipmanı kullanır ve kalsiyum görüntülemeye veya görsel olarak yönlendirilen yamaya ucuz bir alternatif olarak hizmet eder.

A Guide In vivo Tek birim Kayıt

Bu protokol, optogenetik fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemeyi (ofMRI) başarılı bir şekilde gerçekleştirmek için gereken adımları ve veri analizini açıklar. ofMRI, yüksek alanlı fMRI okumasını optogenetik stimülasyonla birleştiren, fonksiyonel nöral devrelerin ve bunların tüm canlı beyindeki dinamiklerinin hücre tipine özgü haritalanmasına izin veren yeni bir tekniktir.

Optogenetic Fonksiyonel MRI

Burada, biz manyetik rezonans göstermektedir (Mr)-güdümlü konveksiyon gelişmiş teslim (Ced) viral vektörler içinde korteks içine etkili ve basitleştirilmiş bir yaklaşım olarak makak beynin büyük kortikal alanlarda arasında optogenetik ifade elde etmek.

Online MRG görüntüleri rehberlik altında Rhesus Macaque korteks için optogenetik Adeno-ilişkili Viral vektör konveksiyon geliştirilmiş teslim

Belirli nöronal popülasyonların veya beyin bölgelerinin optogenetik manipülasyonu ile, davranış serbestçe hareket eden hayvanlarda yüksek zamansal ve mekansal çözünürlük ile değiştirilebilir. Kronik implante optik lifler ile birlikte farklı optogenetik araçlar kullanılarak, nöronal modülasyonlar ve davranışsal testler çeşitli yapılabilir.

SerbestÇe Hareket Eden Farelerde Davranışı Modüle Etmek Için Nöronal Aktivitenin Optogenetik Manipülasyonu

Aşağıda özetlenen yöntem, üç boyutlu (3D) baskı yöntemleri ve MR Veri çıkarma nın yeni bir kombinasyonunu kullanarak insan dışı primat (NHP) nöroşirürji sinin hazırlanması için kapsamlı bir protokol sağlamayı amaçlamaktadır.

İnsan olmayan Primatlarda Nöroşirürji Planlaması için MRI Tabanlı Araç Kutusu

Şu anda uygulandığı gibi, insan olmayan primatlarda optogenetik, viral vektörlerin beyne enjekte edilmesini gerektirir. Optimal bir enjeksiyon yöntemi güvenilir olmalı ve birçok uygulama için, postmortem histolojide kolayca ve açık bir şekilde tanımlanan keyfi derinlikteki bireysel bölgeleri hedefleyebilmelidir. Bu özelliklere sahip bir enjeksiyon yöntemi sunulmaktadır.

Anestezi Uygulanmış ve İnsan Dışı Primat Beyne Uyanan Optogenetik için AAV Vektörlerinin Enjeksiyonları

Küçük moleküllü bir substratı oksitleyen bir lusiferaz enzimi tarafından yayılan biyolüminesans ışığı, bir lusiferin, fotosensoriyel proteinleri aktive etmek için kullanılabilir, böylece ışık stimülasyonuna başka bir boyut ekler ve hücrelerde zamansal ve mekansal ölçeklerde çok sayıda ışık aracılı fonksiyonun manipülasyonunu sağlar.

Biyolüminesan Optogenetik 2.0: Fotosensör Proteinleri In Vitro ve In Vivo'yu Aktive Etmek için Biyolüminesanstan Yararlanma

Bu makale, manyetik rezonans görüntüleme (MRI) taramalarına dayalı insan dışı primat nöroşirürji planlaması için otomatik süreçleri özetlemektedir. Bu teknikler, NHP'ler için özelleştirilmiş implant tasarımını desteklemek için programlama ve tasarım platformlarındaki prosedürel adımları kullanır. Her bir bileşenin geçerliliği daha sonra üç boyutlu (3D) basılmış gerçek boyutlu anatomik modeller kullanılarak doğrulanabilir.

İnsan Olmayan Primatlar için Nöral İmplant Tasarım Araç Kutusu

Öğrenin, insan dışı primatlarda büyük hacimli optogenetik manipülasyonlar için doku penetrasyonlu aydınlatıcı nasıl oluşturulur. Bu yöntem, minimal doku hasarıyla davranışsal nörobilim araştırmalarına olanak tanır.

Büyük hacimli, insan dışı primatlar Optogenetics için davranışsal ilgili aydınlatma

Daha fazla video keşfet