影像学

运动小鼠的神经活动

一种新技术'成像使神经科学家能够 ’observer en 3D et en temps réel l’activité运动小鼠的神经元。

多诺万·蒂博

可视化’activité neuronale d’un animal pendant qu’il vaque à他通常的职业构成了é神经科学家的主要知识。它是é显然更简单’observer l’activité des neurones d'un animal immobilisé,但这不允许répondre à certaines questions :哪些神经元和哪些神经连接允许à l’animal de se repérer dans l’espace ?当他的大脑会发生什么’il 整型eragit avec d’autres congénères ?观察情况下动物大脑的功能éelle est une première é输入以了解mécanismes neuronaux 资源ponsables de certains comportements. Un premier pas vers cet objectif vient d’être fait par l’équipe menée来自Alipasha Vaziri,来自’université Rockefeller, à纽约,它已经开发了一种用于’observation de l’activité neuronale dans l’运动小鼠的海马体。

为此,研究人员 fixé一个微型显微镜,名为é miniscope, sur la tête d’一个鼠标。该设备èse environ quatre grammes, une charge SUPportable pour rongeur adulte, qui 资源te capable de se déplacer sans gêne. L’显微镜的物镜被引入啮齿动物的大脑,但其宽度小d’environ 200 micromè非常,不要让îmer l'器官。一旦放置é à所需深度ée,微型镜捕获’inté差异下的笑脑é通过定向光线来租赁角度ère incidente à l’aide d’un ré一桶小扁豆。法国é捕获的次数’images est très élevée afin d’observer avec pré切割动态’activité neuronale.  

但是如何可视化’activité neuronale ?当神经元活跃并相互交流时,它们é改变神经递质。大号’activité d’un neurone peut être dé局部钙浓度下降 : si elle est élevée, l’activité du neurone l’也是。为了可视化神经元的钙浓度,研究人员使用了经典技术显微镜à荧光。原理如下 : on rend le composé que l’我们想观察荧光,那么我们éclaire l'ensemble du système. Le composé fluorescent réémet alors de la lumiè重新,从而可以区分它。

L’équipe a donc 整型roduit au préalable dans le génome de leurs souris un gène codant une proté能够结合钙的荧光素。« Cette protéine, appelée GCaMP6f, va ê在神经元中产生,并取决于数量而发荧光é神经元中的钙 », explique Frédéric Gambino,CNRS研究员à l’université来自波尔多。因此,在记录的图像上ées par le capteur, les neurones apparaissent plus ou moins brillants selon leur 活动é.

À这个阶段,阿利帕沙·瓦齐里(Alipasha Vaziri)和她é团队制作不同角度的二维图像érents, de l’activité des neurones d’大脑区域GRâce à研究人员开发了复杂的计算机处理程序,然后将这些图像合并é他们之间重建一个表示é具有良好R感的3D感觉é时空解法(700 × 600 × 360 µm3 à 16 每秒帧数)。因此,研究人员几乎及时获得了éel, un film repré感测位置和’activité des 800 neurones de la région étudiée.

这个mé该方法具有两个重要优点。 d’abord, elle permet d’观察啮齿动物自由移动。然后,使可视化成为可能 3D dynamique. « La méthode la plus utilisée jusqu’à maintenant pour 观察我’activité啮齿动物的神经元分析是双光子显微镜。它可以可视化大脑的深度和玛尼è再无创。但是老鼠必须être maintenu dans une position 固定e et elle ne permet de visualiser que dans un plan. Pour avoir une reconstitution 3D,必须叠加计划,这会带来问题èmes de dynamique », précise Frédéric Gambino.

下一个目标’é研究人员团队应能够观察到éions节较大,含有更多的神经元。« 要了解它们如何协同工作,我们需要一天ê能够可视化整个大脑 », conclut-il.

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