ويود المؤلفون أن يشكروا كل من ف. جايارامان و دس كيم و لوجر و K. سفوبودا من مشروع المؤشر العصبي المشفر وراثيا ومشروع الجينات في جانيليا ريزارتش كامبوس بمعهد هاورد هيوز الطبي على تبرعهم السخي من AAV1-GCaMP6f إلى، الجامعة، بسبب، البنسلفانيا سهم التوجيه، كور. كما يودون أن يشكروا أولسون و نيوروزينس المجهري الأساسية في جامعة ستانفورد بدعم من المعاهد الوطنية للصحة NS069375 منحة لخدمات المجهر متحد البؤر.

<ol>
	<li>McConnell, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+decision-making+in+the+mammalian+cerebral+cortex.">Development and decision-making in the mammalian cerebral cortex.</a> Brain Res. 472 (1), 1-23 (1988).</li><li>Kwon, S. E., Yang, H., Minamisawa, G., O'Connor, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+and+decision-related+activity+propagate+in+a+cortical+feedback+loop+during+touch+perception.">Sensory and decision-related activity propagate in a cortical feedback loop during touch perception.</a> Nat. Neurosci. 19 (9), 1243-1249 (2016).</li><li>Miller, E. K., Cohen, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+integrative+theory+of+prefrontal+cortex+function.">An integrative theory of prefrontal cortex function.</a> Annu. Rev. Neurosci. 24, 167-202 (2001).</li><li>Bailey, M. R., Simpson, E. H., Balsam, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+substrates+underlying+effort,+time,+and+risk-based+decision+making+in+motivated+behavior.">Neural substrates underlying effort, time, and risk-based decision making in motivated behavior.</a> Neurobiol. Learn. Mem. 133, 233-256 (2016).</li><li>Dehaene, S., Changeux, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reward-dependent+learning+in+neuronal+networks+for+planning+and+decision+making.">Reward-dependent learning in neuronal networks for planning and decision making.</a> Prog. Brain Res. 126, 217-229 (2000).</li><li>Ferenczi, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prefrontal+cortical+regulation+of+brainwide+circuit+dynamics+and+reward-related+behavior.">Prefrontal cortical regulation of brainwide circuit dynamics and reward-related behavior.</a> Science. 351 (6268), aac9698 (2016).</li><li>Anomal, R. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+Processing+in+the+Primary+Auditory+Cortex+of+an+Animal+Model+of+Autism.">Impaired Processing in the Primary Auditory Cortex of an Animal Model of Autism.</a> Front. Sys. Neurosci. 9, 158 (2015).</li><li>Pauls, D. L., Abramovitch, A., Rauch, S. L., Geller, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Obsessive-compulsive+disorder:+an+integrative+genetic+and+neurobiological+perspective.">Obsessive-compulsive disorder: an integrative genetic and neurobiological perspective.</a> Nat. Rev. Neurosci. 15 (6), 410-424 (2014).</li><li>Ziv, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+dynamics+of+CA1+hippocampal+place+codes.">Long-term dynamics of CA1 hippocampal place codes.</a> Nat. Neurosci. 16 (3), 264-266 (2013).</li><li>Jennings, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualizing+hypothalamic+network+dynamics+for+appetitive+and+consummatory+behaviors.">Visualizing hypothalamic network dynamics for appetitive and consummatory behaviors.</a> Cell. 160 (3), 516-527 (2015).</li><li>Betley, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurons+for+hunger+and+thirst+transmit+a+negative-valence+teaching+signal.">Neurons for hunger and thirst transmit a negative-valence teaching signal.</a> Nature. 521 (7551), 180-185 (2015).</li><li>Sun, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+speed+dependence+of+entorhinal+island+and+ocean+cells,+including+respective+grid+cells.">Distinct speed dependence of entorhinal island and ocean cells, including respective grid cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 112 (30), 9466-9471 (2015).</li><li>Kitamura, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Entorhinal+Cortical+Ocean+Cells+Encode+Specific+Contexts+and+Drive+Context-Specific+Fear+Memory.">Entorhinal Cortical Ocean Cells Encode Specific Contexts and Drive Context-Specific Fear Memory.</a> Neuron. 87 (6), 1317-1331 (2015).</li><li>Pinto, L., Dan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell-Type-Specific+Activity+in+Prefrontal+Cortex+during+Goal-Directed+Behavior.">Cell-Type-Specific Activity in Prefrontal Cortex during Goal-Directed Behavior.</a> Neuron. 87 (2), 437-450 (2015).</li><li>Cox, J., Pinto, L., Dan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+imaging+of+sleep-wake+related+neuronal+activity+in+the+dorsal+pons.">Calcium imaging of sleep-wake related neuronal activity in the dorsal pons.</a> Nat. Comm. 7, 10763 (2016).</li><li>Resendez, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+cortical,+subcortical+and+deep+brain+neural+circuit+dynamics+during+naturalistic+mammalian+behavior+with+head-mounted+microscopes+and+chronically+implanted+lenses.">Visualization of cortical, subcortical and deep brain neural circuit dynamics during naturalistic mammalian behavior with head-mounted microscopes and chronically implanted lenses.</a> Nat. Protoc. 11 (3), 566-597 (2016).</li><li>Hooks, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organization+of+cortical+and+thalamic+input+to+pyramidal+neurons+in+mouse+motor+cortex.">Organization of cortical and thalamic input to pyramidal neurons in mouse motor cortex.</a> The J. Neurosci. 33 (2), 748-760 (2013).</li><li>Masamizu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+distinct+layer-specific+dynamics+of+cortical+ensembles+during+learning+of+a+motor+task.">Two distinct layer-specific dynamics of cortical ensembles during learning of a motor task.</a> Nat. Neurosci. 17 (7), 987-994 (2014).</li><li>Rowland, D. C., Moser, M. -. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+cortical+modules+to+memories.">From cortical modules to memories.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 24 (1), 22-27 (2014).</li><li>Ghosh, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniaturized+integration+of+a+fluorescence+microscope.">Miniaturized integration of a fluorescence microscope.</a> Nat. Methods. 8 (10), 871-878 (2011).</li><li>Mukamel, E. A., Nimmerjahn, A., Schnitzer, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+analysis+of+cellular+signals+from+large-scale+calcium+imaging+data.">Automated analysis of cellular signals from large-scale calcium imaging data.</a> Neuron. 63 (6), 747-760 (2009).</li><li>Andermann, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+cellular+imaging+of+entire+cortical+columns+in+awake+mice+using+microprisms.">Chronic cellular imaging of entire cortical columns in awake mice using microprisms.</a> Neuron. 80 (4), 900-913 (2013).</li><li>Goldey, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removable+cranial+windows+for+long-term+imaging+in+awake+mice.">Removable cranial windows for long-term imaging in awake mice.</a> Nat. Protoc. 9 (11), 2515-2538 (2014).</li><li>Chia, T. H., Levene, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+imaging+of+deep+cortical+layers+using+a+microprism.">In vivo imaging of deep cortical layers using a microprism.</a> J. Vis. Exp. (30), (2009).</li><li>Chia, T. H., Levene, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microprisms+for+in+vivo+multilayer+cortical+imaging.">Microprisms for in vivo multilayer cortical imaging.</a> J. Neurophysiol. 102 (2), 1310-1314 (2009).</li><li>Chia, T. H., Levene, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-layer+in+vivo+imaging+of+neocortex+using+a+microprism.">Multi-layer in vivo imaging of neocortex using a microprism.</a> Cold Spring Harb. Protoc. 2010 (8), (2010).</li><li>Low, R. J., Gu, Y., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+resolution+optical+access+to+brain+regions+in+fissures:+imaging+medial+prefrontal+cortex+and+grid+cells+in+entorhinal+cortex.">Cellular resolution optical access to brain regions in fissures: imaging medial prefrontal cortex and grid cells in entorhinal cortex.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 111 (52), 18739-18744 (2014).</li><li>Zeisel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+structure.+Cell+types+in+the+mouse+cortex+and+hippocampus+revealed+by+single-cell+RNA-seq.">Brain structure. Cell types in the mouse cortex and hippocampus revealed by single-cell RNA-seq.</a> Science. 347 (6226), 1138-1142 (2015).</li><li>Hawrylycz, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inferring+cortical+function+in+the+mouse+visual+system+through+large-scale+systems+neuroscience.">Inferring cortical function in the mouse visual system through large-scale systems neuroscience.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 113 (27), 7337-7344 (2016).</li><li>Petrof, I., Viaene, A. N., Sherman, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+of+the+primary+somatosensory+cortex+projection+to+the+primary+motor+cortex+in+the+mouse.">Properties of the primary somatosensory cortex projection to the primary motor cortex in the mouse.</a> J. Neurophysiol. 113 (7), 2400-2407 (2015).</li><li>Aronoff, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-range+connectivity+of+mouse+primary+somatosensory+barrel+cortex.">Long-range connectivity of mouse primary somatosensory barrel cortex.</a> Euro. J. Neurosci. 31 (12), 2221-2233 (2010).</li><li>Rogan, S. C., Roth, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remote+control+of+neuronal+signaling.">Remote control of neuronal signaling.</a> Pharma. Rev. 63 (2), 291-315 (2011).</li><li>Berdyyeva, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zolpidem+reduces+hippocampal+neuronal+activity+in+freely+behaving+mice:+a+large+scale+calcium+imaging+study+with+miniaturized+fluorescence+microscope.">Zolpidem reduces hippocampal neuronal activity in freely behaving mice: a large scale calcium imaging study with miniaturized fluorescence microscope.</a> PloS One. 9 (11), e112068 (2014).</li></ol>

وقد قرأ المؤلفون سياسة المجلة ولديهم المصالح التالية: سغ، سو و فك مدفوعة الأجر في إنسكوبيكس.

فهم نشاط الدائرة العصبية خلال السلوك مستيقظا هو مستوى حيوي من التحقيق علم الأعصاب اللازمة لتشريح فعال وظيفة الدماغ في الصحة والمرض. القشرة هي منطقة ذات أهمية خاصة للدراسة في سياق السلوك مستيقظا، لأنها تلعب دورا هاما في العديد من الوظائف الحسية والمعرفية والتنفيذية الحيوية 28 ، 29 . ويعتقد أن العمود القشرية لتكون الوحدة الوظيفية الأساسية في القشرة والنشاط على مستوى السكان من الخلايا القشرية هو معروف أن تختلف على أساس موقعها الفعلي داخل العمود. على سبيل المثال، الخلايا العصبية المثيرة في الطبقات 2/3 في مشروع القشرة الحسية الجسدية في المقام الأول إلى المناطق القشرية المخية الأخرى وتعديل الشبكات القشرية الأخرى 30 ، في حين أن الخلايا في طبقات أعمق المشروع في المقام الأول إلى المناطق تحت القشرية مثل المهاد 31 . تسجيل نشاط مائةثانية من الخلايا القشرية قبل محددة في وقت واحد وبشكل موثوق مع مرور الوقت عبر الصفيحة مختلفة في المواضيع تتصرف بحرية من شأنه أن يعزز كثيرا فهمنا لتدفق المعلومات القشرية، والسماح لتشريح وظيفي أدق من أعمدة القشرية أبلغت في الوقت الحقيقي المعلومات السلوكية والمهام ذات الصلة الوقت- النطاقات. جمع هذا المستوى من البيانات الدائرة العصبية هو ممكن مع استخدام كفاءة ومبسطة المنمنمة المنصة المجهرية لإجراء على نطاق واسع كا 2 + التصوير في المواضيع تتصرف بحرية (أو الموضوعات رأس ثابت كما هو مطلوب). تستخدم مع مؤشرات الكالسيوم المشفرة وراثيا لتمكين خلية من نوع محدد الاستهداف، والتصوير مجال متعدد الطبقات للعرض المقدمة من مسبار موشور مزروع مزروع، واستكشاف هذا البروتوكول حالة واحدة من بين العديد من التطبيقات الممكنة: مراقبة الاختلافات الصفحي في معالجة القشرية الحسية الجسدية عند الفئران جسديا تعمل مع كائن رواية ( الشكل 5 ).هذا هو التوضيح الإجرائي الأول من هذا النوع من نوع الخلية محددة، في الجسم الحي نهج لدراسة طبقات القشرية متعددة في مستيقظا، الحيوانات تتصرف بحرية، ويوسع الطيف من الأساليب التجريبية المتاحة لفهم الهياكل الصفحي في الدماغ النشط. مجال الرؤية المنظار من تمكين مسبار المنشور في هذه التقنية يمكن تطبيقها عمليا على هياكل الدماغ الأخرى عند الحفاظ على الأنسجة مباشرة ظهري إلى منطقة من الفائدة هو المطلوب؛ على سبيل المثال، يمكن أن يتحقق التصوير CA3 دون تعطيل وظيفة الحصين. نهج التحقيق مسبار بريزم للتصوير النشاط كا 2 + يتطلب الإدراج البدني والزرع الدائم لل ميكروبريسم في القشرة، وهو ما يعادل إنشاء الآفة القشرية حيث يتم إدراج مسبار العدسة. وهذا قد يؤدي إلى اضطرابات في الدوائر العصبية المحلية، بما في ذلك قطع التشعبات القمي والعمليات. تيفإن الإجراء له أيضا أن يسبب تفعيل الأولي للخلايا الدبقية في المنطقة، على الرغم من أن هذا من المتوقع أن تكون مترجمة إلى الأنسجة حوالي 150 ميكرون من وجه المنشور، وتهدأ بعد أن تلتئم الدماغ 22 . من المهم جدا النظر في ما إذا كانت هذه التقنية سوف تؤثر على تشريح الدائرة الطبيعية و / أو سلوك الحيوانات عند التخطيط للتجارب. وينبغي دائما إجراء مجموعات السيطرة السلوكية لضمان عدم وجود تغييرات كبيرة في السلوكيات الأساسية التي يمكن أن تنتج نتائج تجريبية مربكة. باستخدام هذا المنمنمة، المحمول كا 2 + تقنية التصوير مع التلاعب نيوروفارماكولوجيكال، المعرفية المختلفة، والاجتماعية، والحركية أو النماذج السلوكية الجوهرية، والجمع بينها مع القياسات الفسيولوجية الأخرى يمكن تعميق وإثراء الدراسات التي تركز على فهم الأدوار الوظيفية للدوائر العصبية في السلوك والإشارة معالجة 32 . قمع أو تنشيطيمكن أن تؤثر على بعض مسارات التضمين من قبل المخدرات السلوكيات المرتبطة بها، والتي يمكن دراستها بسهولة باستخدام هذه التكنولوجيا 33 . تتفرع إلى أنواع مختلفة من الخلايا عن طريق تعديل استهداف مؤشر الكالسيوم هو تطبيق قوي ومفيد آخر، وتمكن العديد من مجموعات الإبداعية من الأدوات التجريبية لمعالجة مختلف المسائل الدائرة العصبية.

القشرة هي لاعب أساسي في العديد من الوظائف العقلية والسلوكية المعقدة، من الانتباه، الإدراك الحسي والسيطرة على المعرفي من أعلى إلى أسفل 1 ، 2 ، 3 إلى التحفيز والمكافأة، والإدمان مسارات 4 ، 5 . فهم العمليات الحسابية التي تكمن وراء وظيفتها هو هدف مهم لدفع فهم السريري أفضل من العديد من الاضطرابات النفسية والسلوكية. العديد من النظريات الحالية من الأمراض النفسية مركز حول فكرة أن القشرية ضعف الدائرة العصبية أو ديسكورديناتيون قد تكمن وراء الشذوذ المعرفي والسلوكي التي هي السمات المميزة لظروف مثل الفصام 6 ، التوحد 7 أو اضطراب الوسواس القهري 8 . وبالتالي، الحصول على مستوى السكان بيانات النشاط العصبي من المشاركوالدوائر التحليلية ضمن السياق السليم للمعلومات السلوكية المتزامنة ذات أهمية كبيرة، ومن الناحية المثالية يمكن أن تستهدف أنواع محددة من الخلايا لأقوى تشريح الدائرة العصبية. المجاهر مصغرة بالتزامن مع زرع الانكسار مؤشر الانكسار (غرين) ميكرولنسس تمكين الوصول البصري إلى الفرق العصبية تحت ظروف تتحرك بحرية من مجموعة متنوعة من مناطق الدماغ الممكنة 9 ، 10 ، 11 ، 12 ، 13 ، بما في ذلك القشرة 14 ، 15 ، 16 . باستخدام نظام المجهري المحمول إلى جانب مؤشرات الكالسيوم المشفرة وراثيا يسمح للتصوير متسقة من السكان الخلوية نفسها تشمل مئات من الخلايا العصبية على مدى أيام إلى أسابيع في العديد من مناطق الدماغ 9 ، ويمكن أن يكونمستهدفة وراثيا لأنواع محددة من الخلايا باستخدام ناقلات فيروسية أو تقنيات المعدلة وراثيا. كما هو معروف القشرة لدعم وظائف مختلفة والتواصل مع مناطق الدماغ المختلفة اعتمادا على موقع الخلايا داخل الصفيحة القشرية 17 ، 18 ، 19 ، ونحن مهتمون في الحصول على نشاط العصبية متعددة الطبقات في وقت واحد في موضوعات تتصرف مستيقظا. هنا علينا أن نظهر كيفية صورة مئات من الخلايا العصبية المسمى فلورزنتلي في الفئران تتصرف بحرية على مدى أيام، وذلك باستخدام المجهر مضان مضان 20 يقترن مسبار المنشور زرع، والذي يقدم وجهة نظر متعددة الطبقات من القشرة ( الشكل 1 ). يتكون مسبار المنشور المستخدمة هنا من اثنين من العدسات غرين منفصلة: منظور وعدسة تتابع أسطواني ( الشكل 1 ). ضوء من المجهر يثير فلوريسنتلي المسمىالخلايا الموجودة على طول وجه التصوير من التحقيق المنشور، بعد أن تنعكس على الوتر من جزء المنشور من التحقيق. الضوء المنبعث من الخلايا يعكس أيضا من الوتر من المنشور، يتم جمعها من خلال الهدف من المجهر ويصل إلى أجهزة الاستشعار في المجهر. يتم تكييف مسبار المنشور المستخدمة في هذا الإجراء لسهولة استخدامها مع المعدات التجسيمي القياسية. مضان مضان المنمنمة 20 بالكشف عن العمل المحتملين أثار كا 2+ العابرين في السكان الخلايا العصبية مع قرار خلية واحدة، بعد تلك الخلايا قد وصفت على وجه التحديد مع كا 2 + -Sensitive المؤشرات الفلورية المشفرة وراثيا. في هذا البروتوكول، ونحن حقن كا 2 + مؤشر مشفرة في ناقلات الفيروسية (AAV1.CaMKII.GCaMP6f.WPRE.SV40)، زرع التحقيق المنشور، تثبيت المجهر، ثم الحصول على عدة أيام من البيانات الحسية الجسدية (S1 هند أطرافه) من حيوان يعرضد لأسطح الكائن الرواية خلال التنقيب مجانا ( الشكل 2 ).

<table><tbody><tr><td>Neurostar Motorized&lt;br/&gt; Ultra Precise Small Animal Stereotaxic Instrument</td><td>Kopf</td><td>Model 963SD</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Stereoscope</td><td>Labomed</td><td>Prima DNT</td><td>Surgery and Imaging</td></tr><tr><td>Mini Rectal Thermistor Probe (.062&quot;/1.6 mm diameter) - 1/4&quot; Jack</td><td>FHC</td><td>40-90-5D-02</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Heating Pad 5 X 12.5 cm&amp;nbsp;</td><td>FHC</td><td>40-90-2-07</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>DC Temperature Controller</td><td>FHC</td><td>40-90-8D</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Microsyringe Pump</td><td>World Precision Instruments</td><td>UMP3 model; serial 155788 F110</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>NanoFil 10 &amp;mu;L Syringe</td><td>World Precision Instruments</td><td>NANOFIL</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>35 G Beveled Tip Nanofil NDL 2PK</td><td>World Precision Instruments</td><td>NF35BV-2</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Omnidrill35, 115 - 230 V</td><td>World Precision Instruments</td><td>503598</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Burrs for Micro Drill</td><td>Fine Science Tools</td><td>19007-05</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>nVista</td><td>Inscopix</td><td>100-001048</td><td>Imaging</td></tr><tr><td>AAV1.CaMKII.GCaMP6f.WPRE.SV40</td><td>Penn Vector Core</td><td>AV-1-PV3435</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Ketoprofen</td><td>Victor Medical</td><td>5487</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Carprofen</td><td>Victor Medical</td><td>1699008&amp;nbsp;</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Victor Medical</td><td>1001054</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Gelfoam (Patterson Veterinary Supply Inc Gelfoam Sponge 12 cm x 7 mm)</td><td>Pfizer (Fisher Scientific)</td><td>NC9841478</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Dumont #5/45 forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-35</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Dumont #5 forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-30</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Dissecting knives</td><td>Fine Science Tools</td><td>10055-12</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>ProView Implant Kit</td><td>Inscopix</td><td>100-000756</td><td>Surgery and Imaging</td></tr><tr><td>ProView Prism Probe 1.0 mm-Dia. ~4.3 mm Length</td><td>Inscopix</td><td>100-000592</td><td>Surgery and Imaging</td></tr><tr><td>Kwik-Sil adhesive pack of 2</td><td>World Precision Instruments</td><td>KWIK-SIL</td><td>Surgery</td></tr><tr><td>Kwik-Cast Sealant</td><td>World Precision Instruments</td><td>KWIK-CAST</td><td>Surgery and Imaging</td></tr><tr><td>Miniature Optical Mounting Post</td><td>Newport</td><td>M-TSP-3</td><td>Imaging</td></tr><tr><td>Microscope Baseplate</td><td>Inscopix</td><td>BPL-2</td><td>Imaging</td></tr><tr><td>Microscope Baseplate Cover</td><td>Inscopix</td><td>BPC-2</td><td>Imaging</td></tr></tbody></table>

multi-layer cortical ca2+ imaging in freely moving mice with prism probes and miniaturized fluorescence microscopy

في الدائرة الحية والمستوى الخلوي التصوير الوظيفي هو أداة حاسمة لفهم الدماغ في العمل. وقد وفرت التصوير عالية الدقة من الخلايا العصبية الماوس القشرية مع اثنين من الفوتون المجهري رؤى فريدة من نوعها في هيكل القشرية، وظيفة واللدونة. ومع ذلك، تقتصر هذه الدراسات على رأس الحيوانات الثابتة، والحد بشكل كبير من التعقيد السلوكي المتاحة للدراسة. في هذه الورقة، ونحن تصف إجراء لأداء المجهري مضان المزمن مع الخلوية القرار عبر طبقات القشرية متعددة في الفئران تتصرف بحرية. استخدمنا المجهر مضان متكامل مضغوط يقترن مسبار المنشور زرع لتصور في وقت واحد وتسجيل ديناميات الكالسيوم من مئات الخلايا العصبية عبر طبقات متعددة من القشرة الحسية الجسدية كما الفأر تعمل في مهمة استكشاف كائن رواية، على مدى عدة أيام. هذه التقنية يمكن أن تتكيف مع مناطق الدماغ الأخرى في أنواع حيوانية مختلفة ل p السلوكية الأخرىaradigms.

<html> بروتوكول موضح هنا يصف وسيلة فعالة وفعالة لأداء طولية متعدد الطبقات كا 2 + التصوير من مئات الخلايا العصبية القشرية في الفئران تتصرف بحرية باستخدام تحقيقات المنشور ( الشكل 1 ). المقاربات السابقة نحو التصوير القشري متعدد الطبقات قد اقتصرت في المقام الأول على الحيوانات الثابتة الرأس 22 ، 23 ، 24 ، 25 ، 26 ، 27 . من أجل الحصول على هذا المستوى من البيانات في سياق يتصرف بحرية، تم استخدام منصة المجهر المنمنمة للمرونة السلوكية. تم استخدام مؤشر الكالسيوم المشفر وراثيا (GCaMP6f) لاستهداف مجموعة خلايا معينة (كامكي + خلايا في القشرة)؛ وتم اختيار مسبار المنشور لتوفير مجال مزمن، متعدد الطبقات من الرأي. -together.within-بادج = &quot;1&quot;&gt; أظهرنا سير العمل لإعداد الحيوان للتصوير. تم حقن ناقلات فيروسية ترميز مؤشر الكالسيوم المناسب في القشرة ( الشكل 2 ، الخطوة 1)، قبل زرع مزمن مسبار المنشور لتمكين الوصول البصري إلى الخلايا المسمى ( الشكل 2 ، الخطوة 2). ثم تم تركيب لوحة الأساس التي تعمل بمثابة قفص الاتهام آمنة ومؤقتة لتحديد المواقع من المجهر خلال جلسات التصوير على رأس الحيوان ( الشكل 2 ، الخطوة 3)، مما يتيح تصور النشاط القشرية عبر طبقات الخلايا متعددة في مستيقظا يتصرف التجريبي الإعداد ( الشكل 2 ، الخطوة 4). لضمان استهداف السكان الخلوية المطلوب، يظهر قسم الدماغ الاكليلية بعد الوفاة من الماوس التمثيلي في الشكل 3 مع المسالك التحقيق المنشور ومجال الرؤية ملحوظ نسبة إلى مختبر GCaMP6fالخلايا العصبية إليد في الطبقات 2/3 و 5 من القشرة الحسية الجسدية. خلال التصوير مستيقظا مع النظام، تم تسجيل نشاط الخلايا العصبية القشرية الحسية الجسدية عندما تعرض الماوس لثلاثة بيئات مختلفة - حقل مفتوح (يوم 1)، كائن المعرفة (يوم 2-4) وجوه رواية (يوم 5) ( الشكل 4 ). في يوم 1 وضعت الماوس في الساحة السلوكية خالية من أي كائنات. في يوم 2-4 وضعت الماوس في الساحة مع نفس اثنين من الكائنات تكستورالي مختلفة (وسادة هلام وكتلة الخشب). في يوم 5، تم استبدال واحد من الكائنات مع كائن رواية. تم تصوير الحيوان خلال 5 أيام لمدة 20 دقيقة كل يوم. بعد استخراج الخلية باستخدام برنامج تحليل البيانات صورة كا 2 + ، كانت المرشحات المكانية المقابلة لمواقع الخلايا مضافين على متوسط ​​إسقاط كثافة الفلورسنت من بيانات تسجيل المجهر( الشكل 5) . وهناك خط أبيض متقطع يفصل بين الطبقات 2/3 و 5 خلايا. المقابلة كا 2 + آثار من 5 خلايا من كل من طبقات تظهر نمط اطلاق النار من الخلايا في اثنين من السياقات السلوكية المختلفة- كائن المعرفة والتعرض كائن رواية. طبقة 2/3 الخلايا كانت أكثر نشاطا مقارنة مع طبقة 5 خلايا في اليوم عندما تعرض الماوس لجسم رواية. وهذا واضح أيضا من المؤامرات النقطية التي تظهر النشاط اطلاق عتبة من جميع الخلايا المصورة في الأيام 1 و 4 و 5. <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/55579/55579fig1.jpg" /> الشكل 1: في فيفو كا 2 + التصوير عبر الطبقات القشرية متعددة في الفئران تتحرك بحرية. ( A ) مواصفات مسبار المنشور وتصوير الطائرة التصوير. طلاء عاكس في الداخل من الوتر يسمح للتصوير 90 درجة من الطائرة الإدراج من التحقيق المنشور. العدسة سوفف يتكامل مع حامل العدسة، الذي يبسط إجراء زرع ويسمح للعرض المحتمل من مضان الأنسجة المحيطة أثناء زرع ( B ) (ط). رسم توضيحي لوضع موضعي التحقيق حج القحف وسكين شق نسبة إلى موقع الحقن الفيروس، و (إي) التوضيح لموقع التحقيق المنشور الجانب المسطح نسبة إلى شق السكين وموقع حقن الفيروس. ( C ) التوضيح من في الجسم الحي كا 2 + الإعداد التصوير تظهر مسار الضوء لمنطقة صغيرة في مجال كامل للعرض من خلال التحقيق المنشور زرعها في قشرة الفأر. ( D ) مثال مجال الرؤية أثناء تثبيت مسبار المنشور. يتم إرفاق المجهر مصغرة إلى حامل العدسة، الذي يحمل التحقيق المنشور يسمح لفحص التعبير الفيروس خلال التثبيت التحقيق المنشور. ( E ) دمج المجهر مع التحقيق المنشور لتصوير القشرية متعددة الطبقات من GCaMP6f المسمى الخلايا S1. F مثال مجال الرؤيةخلال تركيب لوحة الأساس. واضح نمط الأوعية الدموية مرئية في وقت تركيب لوحة الأساس مع بعض الخلايا في صورة خام. المزيد من الخلايا مرئية بوضوح عند تشغيل دف / F في نافذة برنامج الاستحواذ. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55579/55579fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/55579/55579fig2.jpg" /> الشكل 2: التخطيطي عرض الجدول الزمني لسير العمل أحداث للبشرية التحقيق زرع وتركيب المجهر. ويمثل عدد الأسابيع على المحور السيني وخطوات سير العمل للإجراءات على طول المحور Y. ( A ) الرسم التوضيحي حقن الفيروسي (AAV1.CaMKII.GCaMP6f.WPRE.SV40) على طول نفس محور ظهري بطني، لتسمية طبقات متعددة من القشرة الحسية الجسدية الماوس. ( B ) 2 أسابيع الحقن بعد الفيروس، وهو المنشور المنشوريتم زرع ه في محور مواز لمواقع حقن الفيروس. ( C ) بعد أسبوع تقريبا من زرع التحقيق المنشور، يتم فحص الحيوان للتعبير مع المجهر ويتم تركيب لوحة قاعدة على الرأس إذا كان عدد من الخلايا مرئية. ( D ) الحيوان هو ثم على استعداد للتصوير المزمن أثناء المهام السلوكية ذات الصلة (ماوس كليب الفن تعديل بعد إذن من UW- ماديسون الكيمياء الحيوية ميديالاب). <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55579/55579fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 3" src="/files/ftp_upload/55579/55579fig3.jpg" /> الشكل 3: التحقق من صحة النسيج بعد الوفاة من موقع مسبار المنشور والتعبير غمب. ( A ) القسم الاكليلية من الدماغ الماوس تمثيلية تظهر المسالك التحقيق المنشور ومع الجانب التصوير التي تواجههاوالخلايا المعبر عنها GCAMP6f (AAV1.CaMKII.GCaMP6f أعرب في الخلايا العصبية في طبقات 2/3 و 5). ( ب ) نفس قسم الدماغ الاكليلية التالية تلطيخ ل دابي. شريط مقياس = 250 ميكرون ( C ) التكبير في رأي الخلايا GCaMP6f معربا في القشرة الحسية الجسدية. شريط مقياس = 100 ميكرون. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55579/55579fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 4" src="/files/ftp_upload/55579/55579fig4.jpg" /> الشكل 4: نشاط الماوس أثناء التعود، والتعرف، واختبار التعرض للكائنات الجديدة تم تتبع الفيديو باستخدام برامج الفيديو. ( A ) في يوم 1، وضعت الحيوان في الساحة السلوكية خالية من أي كائنات (حقل مفتوح). ( ب ) في أيام 2-4، وضعت نفس اثنين من الكائنات تكستورالي مختلفة (وسادة هلام وكتلة الخشب) في الساحة (كائن فاميliarization). ( C ) في يوم 5، تم استبدال واحد من الكائنات مع كائن رواية (كتلة الخشب مع ورقة الرمال) (رواية التعرض كائن). <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55579/55579fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 5" src="/files/ftp_upload/55579/55579fig5.jpg" /> الشكل 5: ديناميات الكالسيوم من الطبقات السطحية والعميقة من اللحاء الحسية الجسدية من ماوس ممثل تصوير مع المجهر. ( A ) صورة مدمجة من المرشحات المكانية العصبية (النقط الخضراء) ومتوسط ​​الإسقاط كثافة الإسقاط من تسجيل المجهر من خلال مجال التحقيق المنشور للعرض. الحدود بين الطبقات فوق الحبيبية والداخلية المشار إليها بخط أبيض متقطع. شريط مقياس = 100 ميكرون. ( ب ) آثار الكالسيوم من خمسة مثال سطحية وخلايا طبقة عميقة (شغل الأزرق والأحمر جألس في لوحة A)، مشيرا إلى وحدات الانحراف المعياري من مضان التالية الرئيسية وتحليل المكون المستقل. شريط مقياس أفقي 50 ثانية وبار عمودي مقياس 10 سد ( C ) مؤامرة النقطية من الخلايا من سطحية (طبقات 2/3) وطبقات عميقة (طبقة 5) التي تظهر على حقل مفتوح، كائن دراية واستكشاف كائن رواية. شريط مقياس = 100 ثانية. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55579/55579fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy at JoVE.com

Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

هنا، نقدم إجراء لأداء على نطاق واسع كا 2 + التصوير مع الخلوية القرار عبر طبقات القشرية متعددة في الفئران تتحرك بحرية. ويمكن ملاحظة مئات من الخلايا النشطة في وقت واحد باستخدام مصغرة، المجهر محمولة على الرأس إلى جانب مسبار المنشور زرع.

متعدد الطبقات الكالسيوم الكالسيوم<sup&gt; 2+</sup&gt; التصوير في الفئران تتحرك بحرية مع تحقيقات بريزم والمصور المجهري مضان

In vivo circuit and cellular level functional imaging is a critical tool for understanding the brain in action. High resolution imaging of mouse cortical ...

multi-layer-cortical-ca2-imaging-freely-moving-mice-with-prism-probes

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

30.9K Views.  Inscopix Inc..  هنا، نقدم إجراء لأداء على نطاق واسع كا 2 + التصوير مع الخلوية القرار عبر طبقات القشرية متعددة في الفئران تتحرك بحرية. ويمكن ملاحظة مئات من الخلايا النشطة في وقت واحد باستخدام مصغرة، المجهر محمولة على الرأس إلى جانب مسبار المنشور زرع. 

Video: Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

Two-photon Calcium Imaging in Mice Navigating a Virtual Reality Environment

In recent years, two-photon imaging has become an invaluable tool in neuroscience, as it allows for chronic measurement of the activity of genetically identified cells during behavior1-6. Here we describe methods to perform two-photon imaging in mouse cortex while the animal navigates a virtual reality environment. We focus on the aspects of the experimental procedures that are key to imaging in a behaving animal in a brightly lit virtual environment. The key problems that arise in this experimental setup that we here address are: minimizing brain motion related artifacts, minimizing light leak from the virtual reality projection system, and minimizing laser induced tissue damage. We also provide sample software to control the virtual reality environment and to do pupil tracking. With these procedures and resources it should be possible to convert a conventional two-photon microscope for use in behaving mice.

Here we describe the experimental procedures involved in two-photon imaging of mouse cortex during behavior in a virtual reality environment.

ثنائي الفوتون التصوير الكالسيوم في الفئران التنقل إلى هذا الشخص واقع البيئة

In recent years, two-photon imaging has become an invaluable tool in neuroscience, as it allows for chronic measurement of the activity of genetically ...

In Vivo 2-Photon Calcium Imaging in Layer 2/3 of Mice

To understand network dynamics of microcircuits in the neocortex, it is essential to simultaneously record the activity of a large number of neurons . In-vivo two-photon calcium imaging is the only method that allows one to record the activity of a dense neuronal population with single-cell resolution . The method consists in implanting a cranial imaging window, injecting a fluorescent calcium indicator dye that can be taken up by large numbers of neurons and finally recording the activity of neurons with time lapse calcium imaging using an in-vivo two photon microscope. Co-injection of astrocyte-specific dyes allows one to differentiate neurons from astrocytes. The technique can be performed in mice expressing fluorescent molecules in specific subpopulations of neurons to better understand the network interactions of different groups of cells.

To understand network dynamics of microcircuits in the neocortex, it is essential to simultaneously record the activity of a large number of neurons . In-vivo two-photon calcium imaging is the only method that allows one to record the activity of a dense neuronal population with single-cell resolution .

في فيفو 2 فوتون التصوير الكالسيوم في طبقة 2 / 3 من الفئران

To understand network dynamics of microcircuits in the neocortex, it is essential to simultaneously record the activity of a large number of neurons .  ...

Biology

Functional Calcium Imaging in Developing Cortical Networks

A hallmark pattern of activity in developing nervous systems is spontaneous, synchronized network activity. Synchronized activity has been observed in intact spinal cord, brainstem, retina, cortex and dissociated neuronal culture preparations. During periods of spontaneous activity, neurons depolarize to fire single or bursts of action potentials, activating many ion channels. Depolarization activates voltage-gated calcium channels on dendrites and spines that mediate calcium influx. Highly synchronized electrical activity has been measured from local neuronal networks using field electrodes. This technique enables high temporal sampling rates but lower spatial resolution due to integrated read-out of multiple neurons at one electrode. Single cell resolution of neuronal activity is possible using patch-clamp electrophysiology on single neurons to measure firing activity. However, the ability to measure from a network is limited to the number of neurons patched simultaneously, and typically is only one or two neurons. The use of calcium-dependent fluorescent indicator dyes has enabled the measurement of synchronized activity across a network of cells. This technique gives both high spatial resolution and sufficient temporal sampling to record spontaneous activity of the developing network.
A key feature of newly-forming cortical and hippocampal networks during pre- and early postnatal development is spontaneous, synchronized neuronal activity (Katz &amp; Shatz, 1996; Khaziphov &amp; Luhmann, 2006). This correlated network activity is believed to be essential for the generation of functional circuits in the developing nervous system (Spitzer, 2006). In both primate and rodent brain, early electrical and calcium network waves are observed pre- and postnatally in vivo and in vitro (Adelsberger et al., 2005; Garaschuk et al., 2000; Lamblin et al., 1999). These early activity patterns, which are known to control several developmental processes including neuronal differentiation, synaptogenesis and plasticity (Rakic &amp; Komuro, 1995; Spitzer et al., 2004) are of critical importance for the correct development and maturation of the cortical circuitry.
In this JoVE video, we demonstrate the methods used to image spontaneous activity in developing cortical networks. Calcium-sensitive indicators, such as Fura 2-AM ester diffuse across the cell membrane where intracellular esterase activity cleaves the AM esters to leave the cell-impermeant form of indicator dye. The impermeant form of indicator has carboxylic acid groups which are able to then detect and bind calcium ions intracellularly.. The fluorescence of the calcium-sensitive dye is transiently altered upon binding to calcium. Single or multi-photon imaging techniques are used to measure the change in photons being emitted from the dye, and thus indicate an alteration in intracellular calcium. Furthermore, these calcium-dependent indicators can be combined with other fluorescent markers to investigate cell types within the active network.

Spontaneous activity of developing neuronal networks can be measured using AM-ester forms of calcium-sensitive indicator dyes. Changes in intracellular calcium, indicating neuronal activation, are detected as transient changes in indicator fluorescence with one- or two-photon imaging. This protocol can be adapted for a range of developmentally-dependent neuronal networks in vitro.

أسلوب التصوير الكالسيوم في تطوير شبكات القشرية

A hallmark pattern of activity in developing nervous systems is spontaneous, synchronized network activity. Synchronized activity has been observed in ...

Neuroscience

In vivo Imaging of Deep Cortical Layers using a Microprism

We present a protocol for in vivo imaging of cortical tissue using a deep-brain imaging probe in the shape of a microprism.  Microprisms are 1-mm in size and have a reflective coating on the hypotenuse to allow internal reflection of excitation and emission light.  The microprism probe simultaneously images multiple cortical layers with a perspective typically seen only in slice preparations.  Images are collected with a large field-of-view (~900 &mu;m).  In addition, we provide details on the non-survival surgical procedure and microscope setup.  Representative results include images of layer V pyramidal neurons from Thy-1 YFP-H mice showing their apical dendrites extending through the superficial cortical layer and extending into tufts.  Resolution was sufficient to image dendritic spines near the soma of layer V neurons.  A tail-vein injection of fluorescent dye reveals the intricate network of blood vessels in the cortex.  Line-scanning of red blood cells (RBCs) flowing through the capillaries reveals RBC velocity and flux rates can be obtained. This novel microprism probe is an elegant, yet powerful new method of visualizing deep cellular structures and cortical function in vivo.

In vivo Imaging of Deep Cortical Layers using a Microprism

Right-angle microprisms inserted into the mouse neocortex allows for deep imaging of multiple cortical layers with a viewpoint typically found in slice. One-millimeter microprisms offer a wide field-of-view (~900 &mu;m) and spatial resolutions sufficient to resolve dendritic spines. We demonstrate layer V neuronal imaging and neocortical vascular imaging using microprisms.

في التصوير المجراة من الطبقات العميقة القشرية باستخدام Microprism

We present a protocol for in vivo imaging of cortical tissue using a deep-brain imaging probe in the shape of a microprism.  Microprisms are 1-mm in size ...

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the cerebellum. IO has long been proposed to be crucial for motor control and its activity is currently considered to be at the center of many hypotheses of both motor and cognitive functions of the cerebellum. While its physiology and function have been relatively well studied on single-cell level in vitro, presently there are no reports on the organization of the IO network activity in living animals. This is largely due to the extremely challenging anatomical location of the IO, making it difficult to subject to conventional fluorescent imaging methods, where an optic path must be created through the entire brain located dorsally to the region of interest.
Here we describe an alternative method for obtaining state-of-the-art -level calcium imaging data from the IO network. The method takes advantage of the extreme ventral location of the IO and involves a surgical procedure for inserting a gradient-refractive index (GRIN) lens through the neck viscera to come into contact with the ventral surface of the calcium sensor GCaMP6s-expressing IO in anesthetized mice. A representative calcium imaging recording is shown to demonstrate the feasibility to record IO neuron activity after the surgery. While this is a non-survival surgery and the recordings must be conducted under anesthesia, it avoids damage to life-critical brainstem nuclei and allows conducting large variety of experiments investigating spatiotemporal activity patterns and input integration in the IO. This procedure with modifications could be used for recordings in other, adjacent regions of the ventral brainstem.

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

We present a protocol to expose the brainstem of adult mouse from the ventral side. By using a gradient-refractive index lens with a miniature microscope, calcium imaging can be used to examine the activity of inferior olive neural somata in vivo.

في الجسم الحي تصوير الكالسيوم في الزيتون السفلي الماوس

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the ...

Simultaneous Imaging of Microglial Dynamics and Neuronal Activity in Awake Mice

Since brain functions are under the continuous influence of the signals derived from peripheral tissues, it is critical to elucidate how glial cells in the brain sense various biological conditions in the periphery and transmit the signals to neurons. Microglia, immune cells in the brain, are involved in synaptic development and plasticity. Therefore, the contribution of microglia to neural circuit construction in response to the internal state of the body should be tested critically by intravital imaging of the relationship between microglial dynamics and neuronal activity.
Here, we describe a technique for the simultaneous imaging of microglial dynamics and neuronal activity in awake mice. Adeno-associated virus encoding R-CaMP, a gene-encoded calcium indicator of red fluorescence protein, was injected into layer 2/3 of the primary visual cortex in CX3CR1-EGFP transgenic mice expressing EGFP in microglia. After viral injection, a cranial window was installed onto the brain surface of the injected region. In vivo two-photon imaging in awake mice 4 weeks after the surgery demonstrated that neural activity and microglial dynamics could be recorded simultaneously at the sub-second temporal resolution. This technique can uncover the coordination between microglial dynamics and neuronal activity, with the former responding to peripheral immunological states and the latter encoding the internal brain states.

Here, we describe a protocol combining adeno-associated virus injection with cranial window implantation for simultaneous imaging of microglial dynamics and neuronal activity in awake mice.

التصوير المتزامن لديناميات الخلايا الدبقية الصغيرة والنشاط العصبي في الفئران المستيقظة

Since brain functions are under the continuous influence of the signals derived from peripheral tissues, it is critical to elucidate how glial cells in ...

In Vivo Wide-Field and Two-Photon Calcium Imaging from a Mouse Using a Large Cranial Window

Wide-field calcium imaging from the mouse&#39;s neocortex allows one to observe cortex-wide neural activity related to various brain functions. On the other hand, two-photon imaging can resolve the activity of local neural circuits at the single-cell level. It is critical to make a large cranial window to perform multiple-scale analysis using both imaging techniques in the same mouse. To achieve this, one must remove a large section of the skull and cover the exposed cortical surface with transparent materials. Previously, glass skulls and polymer-based cranial windows have been developed for this purpose, but these materials are not easily fabricated. The present protocol describes a simple method for making a large cranial window consisting of commercially available polyvinylidene chloride (PVDC) wrapping film, a transparent silicone plug, and a cover glass. For imaging the dorsal surface of an entire hemisphere, the window size was approximately 6 x 3 mm2. Severe brain vibrations were not observed regardless of such a large window. Importantly, the condition of the brain surface did not deteriorate for more than one month. Wide-field imaging of a mouse expressing a genetically-encoded calcium indicator (GECI), GCaMP6f, specifically in astrocytes, revealed synchronized responses in a few millimeters. Two-photon imaging of the same mouse showed prominent calcium responses in individual astrocytes over several seconds. Furthermore, a thin layer of an adeno-associated virus was applied to the PVDC film and successfully expressed GECI in cortical neurons over the cranial window. This technique is reliable and cost-effective for making a large cranial window and facilitates the investigation of the neural and glial dynamics and their interactions during behavior at the macroscopic and microscopic levels.

In Vivo Wide-Field and Two-Photon Calcium Imaging from a Mouse Using a Large Cranial Window

The present protocol describes making a large (6 x 3 mm2) cranial window using food wrap, transparent silicone, and cover glass. This cranial window allows in vivo wide-field and two-photon calcium imaging experiments in the same mouse.

في الجسم الحي تصوير الكالسيوم واسع المجال وثنائي الفوتون من فأر باستخدام نافذة جمجمة كبيرة

Wide-field calcium imaging from the mouse&#39;s neocortex allows one to observe cortex-wide neural activity related to various brain functions. On the ...

تصوير ثنائي الفوتون والكالسيوم واسع المجال في القولون العلوي

Calcium Imaging in Mouse Superior Colliculus

The superior colliculus (SC), an evolutionarily conserved midbrain structure in all vertebrates, is the most sophisticated visual center before the emergence of the cerebral cortex. It receives direct inputs from ~30 types of retinal ganglion cells (RGCs), with each encoding a specific visual feature. It remains elusive whether the SC simply inherits retinal features or if additional and potentially de novo processing occurs in the SC. To reveal the neural coding of visual information in the SC, we provide here a detailed protocol to optically record visual responses with two complementary methods in awake mice. One method uses two-photon microscopy to image calcium activity at single-cell resolution without ablating the overlaying cortex, while the other uses wide-field microscopy to image the whole SC of a mutant mouse whose cortex is largely undeveloped. This protocol details these two methods, including animal preparation, viral injection, headplate implantation, plug implantation, data acquisition, and data analysis. The representative results show that the two-photon calcium imaging reveals visually evoked neuronal responses at single-cell resolution, and the wide-field calcium imaging reveals&#160;neural activity across the entire SC. By combining these two methods, one can reveal the neural coding in the SC at different scales, and such combination can also be applied to other brain regions.

تسليط الضوء على المؤلف: كشف النقاب عن الترميز العصبي وآليات المعالجة البصرية في القولون العلوي 

This protocol details the procedure for imaging calcium responses in the superior colliculus (SC) of awake mice, including imaging single-neuron activity with two-photon microscopy while leaving the cortex intact in wild-type mice, and imaging the entire SC with wide-field microscopy in partial-cortex mutant mice.

تصوير الكالسيوم في القولون العلوي للفأر

The superior colliculus (SC), an evolutionarily conserved midbrain structure in all vertebrates, is the most sophisticated visual center before the ...

متعدد الطبقات الكالسيوم الكالسيوم

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

ثنائي الفوتون التصوير الكالسيوم في الفئران التنقل إلى هذا الشخص واقع البيئة

في فيفو 2 فوتون التصوير الكالسيوم في طبقة 2 / 3 من الفئران

أسلوب التصوير الكالسيوم في تطوير شبكات القشرية

في التصوير المجراة من الطبقات العميقة القشرية باستخدام Microprism

في الجسم الحي تصوير الكالسيوم في الزيتون السفلي الماوس

التصوير المتزامن لديناميات الخلايا الدبقية الصغيرة والنشاط العصبي في الفئران المستيقظة

في الجسم الحي تصوير الكالسيوم واسع المجال وثنائي الفوتون من فأر باستخدام نافذة جمجمة كبيرة

تصوير الكالسيوم في القولون العلوي للفأر

تصوير الكالسيوم في القولون العلوي للفأر

تصوير الكالسيوم في القولون العلوي للفأر