Imágenes de la población de la actividad neuronal en ratones despiertos

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Biología molecular
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• Las imágenes de la tensión de la membrana neuronal en mamíferos despiertos y con comportamiento son un desafío significativo en la neurociencia.
• Los indicadores de voltaje codificados genéticamente existentes tienen limitaciones en la sensibilidad, la relación señal-ruido y el número de neuronas observables.

Objetivo del estudio:

• Introducir SomArchon, un indicador de voltaje fluorescente codificado genéticamente con tiempos de respuesta de milisegundos y compatibilidad optogenética.
• Para demostrar la capacidad de SomArchon para obtener imágenes de la dinámica de voltaje neuronal en ratones despiertos y con comportamiento.

Principales métodos:

• Desarrollo y caracterización del indicador de tensión fluorescente codificado genéticamente de SomArchon.
• Aplicación de SomArchon en ratones despiertos con la cabeza fija utilizando microscopía de un fotón en múltiples regiones del cerebro (corteza, hipocampo, estriado).
• Análisis de las respuestas neuronales durante el movimiento e investigación de las relaciones de puntuación con las oscilaciones subumbral.

Principales resultados:

• SomArchon mejora significativamente la sensibilidad, la relación señal-ruido y el número de neuronas observables en comparación con los reactivos anteriores.
• Se logró un análisis de población de rutina de aproximadamente 13 neuronas en ratones despiertos y con comportamiento normal.
• Detectó la modulación bidireccional de las neuronas estriadas durante el movimiento y reveló el bloqueo de fase de los picos de neuronas del hipocampo a sus propias oscilaciones theta subumbral.

Conclusiones:

• SomArchon proporciona una herramienta poderosa para imágenes de voltaje de alta resolución en la investigación de la neurociencia.
• El indicador permite la observación tanto de los picos como de la dinámica de la tensión por debajo del umbral en los animales que se comportan.
• SomArchon avanza la capacidad de estudiar la función del circuito neuronal con mayor precisión y perspicacia.