自由に動くマウスの大規模な2フォトンカルシウムイメージング

科学分野:

• 神経科学
• 生物医学工学
• 光学イメージング

背景:

• カルシウムイメージングは 神経回路のダイナミクスを理解するために重要です
• 現存する2光子顕微鏡システムは,自由に動く対象に対して,大きく制限されます.
• 複雑な脳機能をマッピングするには 高通量ニューラル記録が必要です

研究 の 目的:

• 微小で軽量な2フォトンの顕微鏡を 開発するためです
• 行動障害のない,自由に動くマウスの高解像度,多平面イメージングを可能にします
• 同時に記録できるニューロンの数を増やします

主な方法:

• 3g未満の小型化された2フォトン顕微鏡 (MINI2P) の開発.
• 視野の拡大と 微調整可能なレンズで 射程と速度を拡大した
• 柔軟な接続ケーブルを使用し,様々な行動分析で障害のない動きを可能にします.

主要な成果:

• 安定した高解像度カルシウム画像を 1回あたり1000以上のニューロンで撮りました
• 自由に動き回る 植入されていないマウスの行動に 障害がないことが示された.
• 連続したFOV画像を通して 同じ動物の1万以上のニューロンの 記録を可能にしました
• 視野皮質,脳内皮質,海馬から 大規模なデータを得ました

結論:

• MINI2Pシステムは,行動する動物における大規模な神経集団の記録を容易にする.
• この技術は 異なる脳領域のニューロンの 空間調整特性を明らかにします
• この進歩は 複雑な行動の基礎となる 神経回路の 徹底的な調査を支援します