在醒着的小鼠中超快速两光子成像高电压指示器
Vincent Villette1, Mariya Chavarha2, Ivan K Dimov3
1Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure (IBENS), École Normale Supérieure, CNRS, INSERM, PSL Research University, Paris 75005, France.
Cell
|December 14, 2019
概括
研究人员开发了一种新的电压指示器ASAP3,以及超快速局部体积激发 (ULoVE) 方法. 这种组合允许以高速度的光学记录神经元电活动在深处的大脑位置与细胞分辨率.
科学领域:
- 神经科学
- 分子生物学
- 生物物理
背景情况:
- 了解神经元电路需要精确测量大脑深层区域的电活动.
- 现有的电压指示器往往缺乏体内研究所需的速度,灵敏度或分辨率.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的遗传编码电压指示器 (ASAP3) 和一种先进的光学成像方法 (ULoVE).
- 通过高分辨率的光学记录, 记录神经元电压的动态,
主要方法:
- 开发了ASAP3,一种具有高光调节和快速运动的遗传编码电压指示器.
- 引入了超快速局部体积激发 (ULoVE) 方法,用于千赫兹速率的双光子成像.
- 结合 soma-targeted ASAP3 和 ULoVE 进行电压信号和行为数据的同时光学记录.
主要成果:
- ASAP3显示了51%的光调节和亚毫秒激活动力学.
- 通过ULoVE可以在体内以千赫兹速率进行两光子采样,并提高稳定性和灵敏度.
- 在长时间内实现了深层大脑部位的尖峰和下值事件的单一试验跟踪.
结论:
- ASAP3和ULoVE提供了一个强大的工具包,用于在基因定义的神经元中高速光学记录电活动.
- 这项技术可以在复杂的行为过程中详细研究神经回路的功能.
- 通过视觉皮层的运动来证明细胞类型特定的子值调节,突出显示了系统的实用性.
