סידן הדמיה שני פוטונים בעכברים ניווט סביבת מציאות מדומה

* These authors contributed equally
Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

כאן אנו מתארים את הפרוצדורות כרוכות בהדמיה שני פוטונים של קליפת המוח עכבר בהתנהגות בסביבת מציאות מדומה.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Leinweber, M., Zmarz, P., Buchmann, P., Argast, P., Hübener, M., Bonhoeffer, T., Keller, G. B. Two-photon Calcium Imaging in Mice Navigating a Virtual Reality Environment. J. Vis. Exp. (84), e50885, doi:10.3791/50885 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

בשנים האחרונות, שני פוטונים הדמיה הפכה לכלי רב ערך במדעי המוח, שכן היא מאפשרת למדידה כרונית של הפעילות של תאים מזוהים גנטי במהלך ההתנהגות 1-6. כאן אנו מתארים שיטות לבצע הדמיה שני פוטונים בקליפת מוח עכבר בעוד החיה מנווטת סביבת מציאות מדומה. אנו מתמקדים בהיבטים של הליכי הניסוי, כי הם מפתח להדמיה של בעלי חיים מתנהגים בסביבה וירטואלית מוארת. הבעיות המרכזיות המתעוררות בהתקנה ניסיונית זה שאנחנו כאן כתובת הם: מזעור ממצא תנועה קשורות במוח, צמצום דליפת אור ממערכת ההקרנה של מציאות מדומה, ומזעור נזק לרקמות לייזר מושרה. כמו כן אנו מספקים תוכנת מדגם כדי לשלוט בסביבת המציאות מדומה ולעשות מעקב תלמיד. עם הנהלים והמשאבים האלה זה צריך להיות אפשרי כדי להמיר מיקרוסקופ שני פוטונים קונבנציונליים לשימוש בהתנהגות עכברים.

Introduction

שני פוטונים הדמיה של מדדי סידן (מקודד גנטי כמו 7 GCaMP5 או R-Geco 8, או צבעים סינטטיים כמו OGB או Fluo4) התפתחה כשיטת רבת עוצמה של מדידת פעילות עצבית בהתנהגות עכברי 1-6. זה מאפשר מדידה בו זמנית של פעילותם של מאות תאים ברזולוציה פוטנציאל פעולה כמעט יחידה, עד כ 800 מיקרומטר מתחת לפני השטח המוח 9,10. יתר על כן, שימוש באינדיקטורים סידן מקודד גנטי (GECIs) פעילות עצבית ניתן למדוד באופן כרוני 5,11,12, ובסוגים מוגדרים מבחינה גנטית תא 13. יחד, שיטות אלה מספקים מידה מסוימת של רזולוציה של זמן ומרחב שנפתח שפע של אפשרויות חדשות בחקר החישוב העצבי in vivo.

התערבות כירורגית היא הכרחית כדי לחשוף ולתייג את מוח העכבר להדמיה. תאים בדרך כלל הם transfected באמצעות vir adeno הקשורים רקומביננטי לנו מערכת (AAV) למסירת Geci וחלון גולגולתי הוא מושתל על הזריקה כדי לקבל גישה אופטית למוח. בר ראש מחובר אז לגולגולת לקיבוע ראש מתחת למיקרוסקופ שני הפוטונים. התכנון והיישום של צעדים אלה הוא קריטיים כמו רוב הבעיות עם הדמיה ערה נובעים מחוסר היציבות בהכנה. באופן אידיאלי ההליך המתואר כאן צריך לאפשר הדמיה כרונית של עד מספר חודשים לאחר הניתוח.

כדי לאפשר התנהגות מודרכת חזותי במהלך ההדמיה שני פוטונים, העכבר הקבוע בראש יושב על הליכון כדורי אוויר נתמך, שבו ניתן להשתמש כדי לנווט בסביבת מציאות מדומה. תנועה של העכבר על ההליכון היא מצמידים את התנועה בסביבה הווירטואלית המוצגת על מסך טבעתי המקיף את 14,15 העכבר. ניתן להקליט משתנים התנהגותיים כגון תנועה, גירוי ויזואלי, ועמדת תלמיד 6.

t "> אנו מתארים את ההליכים כרוכים בהדמיה שני פוטונים כרוניות בעכברים לחקור את סביבת מציאות מדומה נקודות מפתח התייחסו הן:. הפחתה של חפצי תנועה, הפחתה של דליפת אור, מקסום מספר התאים נרשמו בו זמנית, ומזעור נזק תמונה. כמו כן אנו מספקים פרטים על הגדרת הליכון נתמך האוויר, מעקב אחר תלמיד, ואת סביבת המציאות מדומה. הנהלים שתוארו כאן יכולים לשמש להדמית אוכלוסיות תאים שכותרתו fluorescently בעכברים קבועים בראש במגוון רחב פוטנציאל של פרדיגמות התנהגותי .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

נהלי כל החיה אושרו ובוצעו בהתאם להנחיות של מחלקת הווטרינרית של קנטון באזל.

1. התקנת חומרה ותוכנה

  1. התקנת הסריקה מיקרוסקופ שני פוטונים:
    1. השתמש בליזר אינפרא אדום פעם כמקור תאורה (רוחב פולס <120 fsec).
    2. השתמש בראש סריקה המורכב מסורק תהודה 8 או 12 קילוהרץ וגלונומטר הערה סטנדרטית:. זה מאפשר מסגרת חליפין של 40 או 60 הרץ ב750 x 400 פיקסלים. קצב פריימים גבוה הוא קריטי לצמצום תנועה במוח עיוות תמונה מושרה. יתר על כן, תוצאות מהירות תהודה סריקה בתשואת אות גבוהה יותר ומפחית photobleaching 16 וphototoxicity.
    3. השתמש Z-צעד במהירות גבוהה Piezo חשמלי לתמונות ברצף משולבי זמן לרכוש בעומקים מרובים הערה:. זה הוא אופציונלי ומשמש כדי להגדיל את תשואת נתונים על חשבון קצב פריימים.
    4. השתמש בבוקרblanker echanical להקטין את חשיפת לייזר לרקמה. להתאים את רוחב blanker בהתאם למשרעת של סורק התהודה הערה:. בשל אופי סינוסי של נתיב הסריקה בסורק תהודה, קרן הלייזר נעה comparably איטי בנקודות תפנית הסריקה. כדי למנוע נזק לרקמות בנקודות תפנית אלה בם חשיפת לייזר היא הגדולה ביותר, blanker מכאני מוחדר למישור המוקד בין הסריקה ועדשות צינור שעוצרת את קרן הלייזר.
    5. עבור רכישת נתונים להשתמש digitizer מהירות גבוהה (800 MHz) בשילוב עם מערך שדה-programmable gate (FPGA) הערה:. מסננים גבוהים לעבור FPGA ומכלי אות PMT לפיקסלים. השילוב של גבוה לעבור סינון על FPGA ונמוך לעבור סינון היעיל על תוצאת מגבר PMT במסנן להקה עוברת במרכז בערך סביב שיעור החזרה של הלייזר (80 MHz). קוד ה-FPGA מדגם מסופק כתוספת.
  2. התקנת הליכון נתמכת באוויר המבוססת על העיצוב של Dombeck ועמיתים 2
    1. חבר את מחזיק הכדור לקו אספקת אוויר באמצעות צינור אספקת אוויר של לפחות 10 מ"מ קוטר פנימי. מקסם את החתך של מפרצון אספקת אוויר בעל כדור ומניח את הסכום מספיק של צינורות בין האספקה ​​הראשית האוויר ומחזיק כדור הערה:. חתך מוגבר ואורך מוגבר של צינורות אספקת האוויר מפחית את דור רעש.
    2. הנח קצף פוליסטירן כדור (20 ס"מ קוטר) במחזיק כדור ומודפס-3D-אישית מעוצבת.
    3. אם הפרדיגמה התנהגותיות דורשת רק קדימה (ואחורה) תנועה, להגביל את תנועתו של הכדור על הציר האופקי (המגרש) על ידי החדרת סיכה (למשל מחט מזרק G 19) בצד של כדור הערה:. בדרך כלל בעלי חיים להסתגל ההתקנה הרבה יותר מהר בפרדיגמה סיבוב מופחת זה.
    4. תנועת מסלול של הכדור באמצעות עכברי מחשב אופטיים אחד או שנייםכדי לזהות תנועה סביב שתיים או כל שלושת צירים, בהתאמה הערה:. עכברי המחשב אידיאלי צריכים לפעול עם דיודה אינפרא אדום להפרעה לפחות עם ההדמיה.
  3. התקנת סביבת מציאות מדומה
    1. הכן את סביבת המציאות מדומה הערה:. סביבת מדגם מבוססת על Panda3D, מנוע משחק זמין באופן חופשי, ניתן כתוספת. האובייקטים של הסביבה הווירטואלית נוצרים באמצעות Wings3D, בונה מודלים 3D קוד פתוח. התכנית לדוגמא קוראת מידע עמדה על כרטיס רכישת נתונים ומתרגמת את זה לתנועה בסביבה הווירטואלית. הקוד גם מבצע את השינוי קוי הכרחי לסביבה שמוקרנת על מסך טבעתי. הבנייה מפורטת של המסך הטבעתי שתוארה במקומות אחרים 14,17.
    2. השתמש מקרני LED או מסכי מחשב עם תאורה אחורית LED להצגת הסביבה הווירטואלית. לשלב cir gatingCUIT להבהוב מהיר של הנוריות במהלך הדמיה הערה:. בעיה טמונה בהדמיה שני פוטונים במהלך הגירוי חזותי היא דליפת אור שיוצאת ממערכת הגירוי ויזואלי, אשר יכול להיות מופחתת על ידי מיגון האובייקטיבי. עם זאת, דליפת אור ממערכת הגירוי החזותית יכולה לבטל באופן מלא על ידי סנכרון תפוקת האור של המקרן לנקודות התפנית של סורק התהודה (כאשר הנתונים אינם נרכשים), כפי שנעשה עם זירות LED המשמשות לגירוי ויזואלי במהלך הדמיה ב דרוזופילה 18. כתוצאה מכך לסירוגין יעיל במהירות גבוהה של גירוי חזותי ורכישת נתונים (ראה איור 2). תדר ההבהוב (24 קילוהרץ) הוא סדר גודל מעל סף היתוך הבהוב, שמעליו מרצד נתפס כבר לא על ידי בעלי החיים. תרשים המעגל האלקטרוני של שינוי זה למקרן LED מסחרי מוצג באיור 3.
  4. כלבוןמעקב il
    1. להשתמש במצלמה מבוססת CMOS וידאו (30 fps) למעקב אחר מצב תלמיד. ודא שהמצלמה אינה מכילה מסנן חוסם אינפרא אדום הערה:. התלמיד נראה בחדות גבוהה במהלך הקלטות בשל אור תועה מליזר עירור שני הפוטונים יציאה דרך העין. עמדת תלמיד וקוטר מופק בזמן אמת באמצעות תוכנה מתוכנתת מותאמת אישית המבוסס על העיצוב של Sakatani ועיסא 19.

2. הזרקה של סידן גנטי מחוון והחלון שתל

ההזרקה של אינדיקטור סידן 20 וההשתלה של החלון גולגולתי 21 מבוצעת כפי שתואר לעיל עם התוספות הבאות:

  1. להזריק את הווירוס לתוך האזור של עניין באמצעות פיפטה הזרקת זכוכית backfilled עם פתרון וירוס ומחוברת למערכת הזרקה בלחץ. התאם את הלחץ בהתאם לפיפטה הפנימיתקוטר, בדרך כלל כ. 70-140 mbar, להזריק כ 100 NL של פתרון וירוס במהלך 1-2 דקות. יש להשתמש בפולסים הזרקה בנפח נמוך מועברים בתדירות נמוכה (0.05 פולסים שניות ב 2 הרץ) על מנת למנוע הצפה של הנגיף לאורך פיפטה במהלך הזרקת הערה:. על מנת לפקח בנפח ההזרקה, פיפטה יכולה להיות מסומנת בקטנה , אורכים מחולק באופן שווה (למשל 0.5 מ"מ) תחת מיקרוסקופ סטריאו. תזוזה של המניסקוס בין הסימונים לאחר מכן ניתן להשתמש כדי להעריך את הנפח המוזרק.
  2. הודעה שבועות הזרקה כמה זה צריכה לגרום לבולוס של תאים שכותרתו צפופה בקוטר של כ 500 מיקרומטר. יעילות של ביטוי Geci באזור של עניין תלויה בבחירה של Geci ושילוב אמרגן, כמו גם את כייל וסרוטיפ של AAV רקומביננטי המשמש זיהומיות הערה:. כדוגמא מייצגת, הזרקה של AAV2/1-EF1α-GCaMP5 עם ציצי ויראליאה של 8 x 10 12 GC / מיליליטר לקליפת ראייה העיקרית של תוצאות עכבר בביטוי משביע רצון בכשני שבועות לאחר הזרקה (איור 1).
  3. בר הראש לא צריך לחסום את שדה הראייה של העכבר, אבל צריך להיות נוקשה מספיק כדי לאפשר הדמיה יציבה במהלך התנהגות. זה בדרך כלל דורש שתי נקודות של התקשרות בכל צד של הבר בראש (ראה איור 1). כדי לצרף את הבר ועד ראש הגולגולת בחוזקה, ודא למקסם ולייבש את השטח של גולגולת חשופה שבו בר הראש יצורף. בנוסף, באמצעות אזמל או מזרק, לשרוט את הגולגולת כדי ליצור חריצים שטחיים ובכך להגדיל את שטח הפנים להדבקה. מכסה את העצם עם דבק רקמות cyanoacrylate לפני הצמדת הסרגל בראש במלט שיניים.

3. הליך ניסיוני

  1. שבועות עד שלושה שבועות לאחר הזרקת וירוס, בדקו את חלון שתל הגולגולת לבהירות וביטוי תחת עליתתאורת פלואורסצנטי. גבולות ברורים לעין וברורה והחדים של כלי דם שטחיים הם אינדיקציה טובה שחלון השתל מתאים להדמיה (ראה איור 1).
  2. למדוד ולהתאים את כוח הלייזר לשווי נמוך 50 mW במדגם.
  3. הפעל את זרימת האוויר להליכון הכדורי.
  4. לקיבוע ראש מתחת למיקרוסקופ, להרדים בקצרה את החיה עם isoflurane כדי להפחית את הלחץ. מניחים את החיה לתוך מיכל הרדמה isoflurane ולחכות עד עוצר בעלי החיים מרגשים (כ 10 שניות). הסר את החיה ומייד את הראש לתקן את זה מתחת למיקרוסקופ.
  5. מקם את המערכת בתצוגה ויזואלית הקרובה ככל האפשר לבעלי החיים עדיין, כדי לאפשר גישה לבעלי החיים. הקשר פחות חזותי בבעלי החיים יש עם הנסיין, פחות לחוץ בבעלי החיים יהיו בשלב הראשוני של הניסוי.
  6. ודא שחלון שתל הגולגולת הוא ללא אבק והלכלוך. נקי עם מיםבמידת צורך.
  7. החל ג'ל אולטרסאונד ברור כמדיום טבילה בין החלון גולגולתי ואובייקטיבי מים טבילה. זה פותר בעיות של השפלה תמונה איטית בשל התאדות מים או דליפה ומקל על הצורך לעלות קונוס על הבר ועד הראש מחזיק מים הערה:. צנטריפוגה ג'ל לפני שימוש כדי להסיר את כל בועות האוויר, ולדאוג שלא ליצור כל אוויר בועות במהלך היישום של ג'ל. בועות אוויר קשה יכולות לפגוע באיכות תמונה.
  8. לעטוף חתיכת הסרט שחור סביב הבר האובייקטיבי וראש למיגון אור.
  9. הזז את זירת הסביבה הווירטואלית לעמדתה הסופית ולהתאים את מצלמת וידאו למעקב תלמיד.
  10. הגדר את blanker הלייזר כדי להתאים את המשרעת הסריקה משמשת במהלך הניסוי.
  11. להתחיל להקליט נתונים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

איכות התמונה בהדמיה סידן שני פוטונים של אוכלוסיות תאים שכותרתו עם Geci תלוי במידה רבה באיכות של חלון השתל גולגולתי. שבועיים לאחר הזרקת וירוס החלון גולגולתי יש לבדוק לבהירות. לא צריך להיות שום רקמות פרור או (איור 1 א) הגלוי לצמיחה מחודשת עצם. יתר על כן, הדפוס של כלי דם שטחיים צריך להישאר ללא שינוי והגבולות של כלי הדם צריכים להיות מוגדרים בצורה חדה. במקביל, יכול להיות גם בדק ביטוי Geci. Boli של תאים שכותרת צריך להיות לעין תחת מיקרוסקופ epifluorescence (איור 1).

באופן אידיאלי ההכנה היא יציבה מספיק כך שהעיוותים של תמונות שני פוטונים הנגרמות על ידי תנועה של העכבר אינן נראות לעין בתמונה לאחר הרשמה מסגרת (איור 2). נתיב הסריקה של סורק התהודה הוא סינוסי וכתוצאה מכך עיוות תמונה לא לינארית. במהלך tuנתוני נקודות rnaround אינם נרכשים כתוצאה ממתיחת התמונה בחלק זה של השביל הסריקה. אם מקור האור של מערכת הגירוי ויזואלי, הנה הנוריות של המקרן, הוא בעיתוי נכון לנקודות התפנית, דליפת אור צריכה להיות ברורה רק בתקופה זו (איור 2). תדר ההבהוב של מקור האור צריך להיות פעמיים את תדירות הסריקה. מפתח עושה עבודה זו הוא העלייה מהירה ונופל פעמים של הנוריות והאלקטרוניקה שליטה (איור 3).

איור 1
איור 1. להציג לראש חלון גולגולתי בעכבר ראש קבוע שבועיים לאחר הניתוח. () בר הראש מותאם במשקל וצורה כדי להגדיל את היציבות להתנהגות במהלך ניסויי הדמיה, תוך הפחתת נטל על בעלי החיים. Tהוא בראש הבר עשוי מאלומיניום ויש לו עובי של 1 מ"מ. בר סולם הוא 5 מ"מ. תמונת Epifluorescence ביטוי GCaMP5 אחרי ארבע זריקות (AAV2/1-EF1α-GCaMP5) של כ 80 NL (ב '). עומק ההזרקה הוא כ 400 מיקרומטר. סרגל קנה מידה הוא 1 מ"מ. שרטוטים (C) של שורת הראש. כל המדידות במ"מ. לחצו כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 2
איור 2. שיפור אות לרעש על ידי הקטנת דליפת אור. מקור אור LED במקרן של סביבת המציאות מדומה מסונכרן לסורק התהודה כדי להפעיל רק בתקופות תפנית הסריקה (בו כתום כאשר הנתונים אינם נרשםXES). Blanker הלייזר הוסר ממיקרוסקופ לדוגמא זו כדי להמחיש את ההשפעה של דליפת אור כתוצאה מגירוי ויזואלי. התמונה (הממוצעת של 8 שניות של נתונים) נלקחה בעכבר חזותי transfected עם AAV2/1-EF1α-GCaMP5 קליפת המוח. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 3
איור 3. תרשים המעגל של האלקטרוניקה המשמש להבהב מקרן LED קונבנציונלי. מעגל gating הוא מונע על ידי קלט TTL לסנכרן הבהוב מהיר עם סורק התהודה. C1: הקבלים 1nF; D1, D2: דיודות 1N4148; INV1: מהפך HEF40106 (1 מתוך 6 בשימוש); LED1 - LED של המקרן; R1: הנגד 47 Ω; R2: הנגד 2.2 kΩ; R3: מחדשsistor 100 Ω; T1, T5, T6, T7: טרנזיסטורים IF9321; T2: טרנזיסטור BC846; T3: טרנזיסטור BC170; T4: BC856 טרנזיסטור. שים לב שמעגל זה יש צורך לחזור על כל שלושת ערוצי הצבע (אדום, ירוק, כחול) של המקרן. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

המפתח להצלחה של הדמיה שני פוטונים התנהגותיות הוא היציבות של התכשיר בשתי דרכים:

  1. במהלך ימים שלאחר השתלת חלון, תגובות דלקתיות של הרקמה יכולות להוביל לשיפור של היווצרות של רקמת פרור וסחוס שיפריע או אפילו למנוע הדמיה.
  2. במהלך ניסוי המוח צריך להיות יציב מספיק כדי למנוע ממצא תנועה ממשחית את אות הקרינה פעילות הקשורה עצבית.

כדי לשמור את התגובה החיסונית הדלקתית למינימום את ניתוח השתלת חלון גולגולתי צריכה להתבצע מהר ככל האפשר וניזק ישיר למוח יש להימנע בכל המחיר. חשיבות עליונה הוא להבטיח כי שתל החלון גולגולתי נותר אטום לכל תקופת הניסוי כדי למנוע דלקת.

כדי למזער את תנועת מוח ממצאי הדמיה הקשורות לדאוג שלא לפגוע בם אולהסיר את מאטר הדורה במהלך הניתוח. תנועה לתנועה נותרה מושרה במוח יכולה להיות מתוקנת כאשר התנועה מוגבלת במקביל המטוס למטוס ההדמיה (x / y המטוס). הסטייה המרבית נסבלת סטנדרטית של תנועה בx / y היא בערך 5 מיקרומטר. לתנועה לאורך ציר Z-ערך זה הוא בערך 1 מיקרומטר, כך שהיקף התנועה קטן מגבול הרזולוציה של מיקרוסקופ.

המהירות הנמוכה של סורק התהודה בנקודות תפנית נתיב הסריקה יכולה להוביל לנזק לרקמות לייזר מושרה. כדי למנוע זאת, הלייזר יכול להיחסם בהיפוכים באמצעות blanker בטלסקופ הסריקה. אם blanker זה מוגדר בצורה נכונה וכוח לייזר ממוצע תחת המטרה הנו מתחת ל -50 mW, ההדמיה אפשרית לפרקי זמן ארוכים במשך ימים רבים מבלי לגרום נזק לייזר גלוי. שיטה חלופית לתלייה מכאנית של הלייזר היא להשתמש בתא Pockels מהר כדי להפחית את כוח הלייזר בturnarounds. שיטה זו לעומת זאת יש לו את החסרון שPockels תאים בדרך כלל להציג את עיוותי קרן לא רצויות.

הכישרון של מכרסמים ראש קבוע כדי לנווט סביבות וירטואליות איפשר לכרוניים אוכלוסיות תמונה של תאים בקליפת המוח של עכברים בביצוע מגוון רחב של משימות התנהגותיות 3,4,6,22. עם זאת, מן ראוי לציין כי ראש קיבוע מטבעו מגביל התנהגות ותנועה על הליכון כדורי היא במובנים רבים לא שווה ערך לתנועה בלתי מרוסנת או התנהגות נורמלית.

בעתיד, את כוחה של גישת ההדמיה מציאות הווירטואלית המתוארת כאן צפוי להיות שילוב של הדמיה סידן עם גירוי optogenetic ממוקד בהתנהגות. עם זה אפשר יהיה לתפעל אופטי תאי presynaptic ותמונת מטרות פוסט סינפטי תוך ניטור השינויים התנהגותיים כתוצאה. בנוסף, כמדדי סידן מפוזר באופן חופשי בתוך cell, זה יהיה אפשר גם למדוד את הפעילות באופן סלקטיבי בתאי subcellular בהתנהגות. בשל תנועת מוח תנועה מושרה, הקלטות כאלה היו מוגבלים על ידי הקושי להשיג הקלטות יציבה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי פרידריך מיישר המכון למחקר ביו, אגודת מקס פלאנק, והתכנית למדע הגבולות האנושי.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cover slips (diameter = 3-5 mm) Menzel window implant
InSight DeepSee laser Spectra-Physics microscope
12 kHz Resonance scanner Cambridge Technology G1-003-30026 microscope
Galvometer Cambridge Technology G6215H microscope
Digitizer National Instruments NI 5772 microscope
FPGA National Instruments PXIe 7965R microscope
Acquisition card National Instruments PCIe 6363 microscope
Emission filter 525/50 Semrock FF03-525/50-25 microscope
Piezo-electric z-drive Physikinstrumente P-726.1CD microscope
Controller for Piezo-electric drive Physikinstrumente E665 LVPZT microscope
Objective 16X, 0.8NA Nikon CFI75 microscope
Current amplifier Femto DHPCA-100 microscope
Photomultiplier tube Hamamatsu microscope
USB Camera without IR filter ImagingSource DMK22BUC03 pupil tracking
Objective 50 mm ImagingSource M5018-MP pupil tracking
Macro adapter rings ImagingSource LAexSet pupil tracking
Optical computer mouse Logitech G500 motion tracking
Styrofoam ball 20 cm e.g. idee-shop.de 08797.00.15 virtual environment
LED projector Samsung SP-F10M virtual environment
Acquisition card National Instruments NI 6009 virtual environment
Panda3D game engine www.panda3d.org virtual environment
Numpy library for Python www.scipy.org virtual environment
Scipy library for Python www.scipy.org virtual environment
NI-DAQmx driver National Instruments www.ni.com virtual environment
Ultrasound gel Dahlhausen 5701.0342.10 imaging

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Helmchen, F., Fee, M. S., Tank, D. W., Denk, W. A Miniature Head-Mounted Two-Photon MicroscopeHigh-Resolution Brain Imaging in Freely Moving Animals. Neuron. 31, (6), 903-912 (2001).
  2. Dombeck, D. A., Khabbaz, A. N., Collman, F., Adelman, T. L., Tank, D. W. Imaging large-scale neural activity with cellular resolution in awake, mobile mice. Neuron. 56, 43-57 (2007).
  3. Dombeck, D. A., Harvey, C. D., Tian, L., Looger, L. L., Tank, D. W. Functional imaging of hippocampal place cells at cellular resolution during virtual navigation. Nat. Neurosci. 13, (11), 1433-1440 (2010).
  4. Harvey, C. D., Coen, P., Tank, D. W. Choice-specific sequences in parietal cortex during a virtual-navigation decision task. Nature. 484, (7395), 62-68 (2012).
  5. Huber, D., Gutnisky, D. A. Multiple dynamic representations in the motor cortex during sensorimotor learning. Nature. 484, (7395), 473-478 (2012).
  6. Keller, G. B., Bonhoeffer, T., Hübener, M. Sensorimotor mismatch signals in primary visual cortex of the behaving mouse. Neuron. 74, (5), 809-815 (2012).
  7. Akerboom, J., Chen, T. -W. Optimization of a GCaMP Calcium Indicator for Neural Activity Imaging. J. Neurosci. 32, (40), 13819-13840 (2012).
  8. Zhao, Y., Araki, S. An expanded palette of genetically encoded Ca2+ indicators. Science. 333, (6051), 1888-1891 (2011).
  9. Mittmann, W., Wallace, D. J. Two-photon calcium imaging of evoked activity from L5 somatosensory neurons in vivo. Nat. Neurosci. 14, (8), 1089-1893 (2011).
  10. Katona, G., Szalay, G. Fast two-photon in vivo imaging with three-dimensional random-access scanning in large tissue volumes. Nat. Methods. 9, (2), 201-208 (2012).
  11. Mank, M., Santos, A. F. A genetically encoded calcium indicator for chronic in vivo two-photon imaging. Nat. Methods. 5, (9), 805-811 (2008).
  12. Margolis, D. J., Lütcke, H. Reorganization of cortical population activity imaged throughout long-term sensory deprivation. Nat. Neurosci. 15, (11), 1539-1546 (2012).
  13. Zariwala, H. A., Borghuis, B. G. A Cre-dependent GCaMP3 reporter mouse for neuronal imaging in vivo. J. Neurosci. 32, (9), 3131-3141 (2012).
  14. Harvey, C. D., Collman, F., Dombeck, D. A., Tank, D. W. Intracellular dynamics of hippocampal place cells during virtual navigation. Nature. 461, (7266), 941-946 (2009).
  15. Hölscher, C., Schnee, A., Dahmen, H., Setia, L., Mallot, H. A. Rats are able to navigate in virtual environments. J. Exp. Biol. 208, 561-5519 (2005).
  16. Borlinghaus, R. T. MRT letter: high speed scanning has the potential to increase fluorescence yield and to reduce photobleaching). Microsc. Res. Tech. 69, (9), 689-692 (2006).
  17. Reiff, D. F., Plett, J., Mank, M., Griesbeck, O., Borst, A. Virtual Reality for Mice, mousevr.blogspot.com. Nat. Neurosci. 13, 973-978 (2010).
  18. Sakatani, T., Isa, T. Quantitative analysis of spontaneous saccade-like rapid eye movements in C57BL/6 mice. Neurosci. Res. 58, 324-331 (2007).
  19. Golshani, P., Portera-Cailliau, C. In vivo 2-photon calcium imaging in layer 2/3 of mice. J. Vis. Exp. (13), (2008).
  20. Holtmaat, A., Bonhoeffer, T. Long-term, high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window. Nat. Protoc. 4, (8), 1128-1144 (2009).
  21. Schmidt-Hieber, C., Häusser, M. Cellular mechanisms of spatial navigation in the medial entorhinal cortex. Nat. Neurosci. 16, (3), 325-331 (2013).

Comments

1 Comment

  1. Is there anything special about the specific brand of ultrasound gel? Just wondering if a brand like Ultrasonic would suffice? (e.g., https://www.amazon.com/SPECIAL-PACK-3-Aquasonic-8-5oz-Each/dp/B00H4GDK6Y)

    Reply
    Posted by: Anonymous
    November 3, 2016 - 5:55 PM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Usage Statistics