وأيد هذا العمل من قبل معهد فريدريش ميشر للبحوث الطبية الحيوية، وجمعية ماكس بلانك، وبرنامج العلوم حدود الإنسان.

تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية ونفذت وفقا للمبادئ التوجيهية للإدارة البيطرية في كانتون بازل شتات. 1. الأجهزة والبرمجيات الإعداد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثنائي الفوتون مجهر المسح الإعداد: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الليزر تحت الحمراء نابض كمصدر للإضاءة (عرض النبضة &lt;120 FSEC). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام مسح الرأس تتألف من الماسح الضوئي الرنانة 8 أو 12 كيلوهرتز ومعيار الجلفانومتر ملاحظة: هذا يتيح معدلات الإطار من 40 أو 60 هرتز عند 750 × 400 بكسل. وارتفاع معدل الإطار أمر بالغ الأهمية للتقليل من حركة الدماغ صورة التشويه المتعمد. علاوة على ذلك، نتائج المسح الرنانة سريع في إشارة العائد العالي ويقلل photobleaching من 16 والضيائية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام السرعة العالية ض السائر بيزو الكهربائية لبالتسلسل الوقت الحصول على صور معشق في أعماق متعددة ملاحظة: هذا هو اختياري وتستخدم لزيادة العائد البيانات على حساب معدل الإطار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام صباحافتورا ​​echanical للحد من التعرض الليزر إلى الأنسجة. ضبط عرض فتورا ​​اعتمادا على السعة من الماسح الضوئي الرنانة ملاحظة: نظرا لطبيعة الجيبية من مسار تفحص الماسح الضوئي الرنانة، شعاع الليزر يتحرك بطيئا نسبيا في نقطة تحول المسح الضوئي. لمنع تلف الأنسجة في هذه النقاط تحول حيث التعرض ليزر هو أعظم، يتم إدخال فتورا ​​الميكانيكية في المستوى البؤري بين المسح والعدسات التي توقف أنبوب شعاع الليزر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للحصول على البيانات استخدام التحويل الرقمي عالي السرعة (800 ميجا هرتز) في تركيبة مع بوابة مجموعة الميدان للبرمجة (FPGA) ملاحظة: إن تمريرة عالية FPGA الفلاتر وصناديق إشارة PMT إلى بكسل. الجمع بين مرشح تمريرة عالية على FPGA وفعالة مرشح تمرير منخفض على نتيجة مكبر للصوت PMT في مرشح تمرير النطاق تركزت تقريبا حول معدل تكرار الليزر (80 ميغاهيرتز). يتم توفير نموذج التعليمات البرمجية FPGA على شكل ملحق. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدعم الهواء الإعداد مفرغة على أساس تصميم Dombeck والزملاء 2 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط حامل الكرة إلى خط إمداد الهواء باستخدام أنبوب العرض الجوي لا يقل عن 10 مم القطر الداخلي. تحقيق أقصى قدر من المقطع العرضي للحامل الكرة العرض الجوي مدخل ووضع كمية وافرة من أنابيب بين العرض الجوي الرئيسي وحامل الكرة ملاحظة: زيادة المقطع العرضي وزيادة طول أنابيب إمداد الهواء يقلل من الجيل الضوضاء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الكرة رغوة البوليسترين (20 سم القطر) في حامل الكرة والمطبوعة 3D-مصمم خصيصا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إذا كان النموذج السلوكي يتطلب فقط إلى الأمام (أو الخلف) تنقل، وتقييد حركة الكرة إلى الأفقي (الملعب) محور طريق إدخال دبوس (مثل G 19 إبرة تحت الجلد) على جانب الكرة ملاحظة: عادة الحيوانات على التكيف مع الإعداد أسرع بكثير في هذا النموذج انخفاض التناوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حركة المسار من الكرة باستخدام واحد أو اثنين من فئران الكمبيوتر الضوئيةلكشف الحركة حول اثنين أو ثلاثة جميع المحاور على التوالي ملاحظة: يجب على فئران الكمبيوتر تعمل بشكل مثالي مع الصمام الثنائي الأشعة تحت الحمراء لأقل تدخلا في التصوير. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد بيئة الواقع الافتراضي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد بيئة الواقع الافتراضي ملاحظة: إن وجود بيئة عينة بناء على Panda3D، محرك اللعبة متاحة مجانا، وتقدم على شكل ملحق. يتم إنشاء الكائنات من بيئة افتراضية باستخدام Wings3D، وهو مصمم نماذج 3D مفتوحة المصدر. نموذج البرنامج يقرأ معلومات الموقع على بطاقة الحصول على البيانات ويترجم هذا في الحركة في بيئة افتراضية. ينفذ التعليمات البرمجية أيضا التحول غير الخطية اللازمة للبيئة إلى أن إسقاطها على الشاشة حلقية. وقد وصفت بناء مفصلة من الشاشة حلقية أماكن أخرى 14،17. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام أجهزة العرض الصمام أو شاشات الكمبيوتر الخلفية LED لعرض بيئة افتراضية. دمج سي آي آر النابضةCUIT عن الخفقان السريع للالمصابيح أثناء التصوير ملاحظة: هناك مشكلة متأصلة في التصوير ثنائي الفوتون خلال التحفيز البصري هو تسرب الضوء القادمة من نظام التحفيز البصري، الذي يمكن الحد من التدريع الهدف. ومع ذلك، تسرب الضوء من نظام التحفيز البصري يمكن أن تلغى بالكامل من خلال مزامنة الناتج ضوء العرض إلى نقطة تحول من الماسح الضوئي الرنانة (عندما لا يتم الحصول على البيانات)، كما هو الحال مع الساحات LED المستخدمة في التحفيز البصري أثناء التصوير في ذبابة الفاكهة 18. هذا يؤدي إلى اختلاف سرعة عالية فعالة من التحفيز البصري والحصول على البيانات (انظر الشكل 2). تردد الخفقان (24 كيلو هرتز) هو أوامر من حجم فوق عتبة ميض الانصهار، أعلاه والتي لم يعد ينظر الخفقان من قبل الحيوان. يظهر الرسم البياني الدوائر الإلكترونية من هذا التعديل لLED ضوئي تجاري في الشكل 3. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جروتتبع ايل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام كاميرا الفيديو CMOS مقرها (30 إطارا في الثانية) لتتبع موقف التلميذ. تأكد من أن الكاميرا لا تحتوي على فلتر حجب الأشعة تحت الحمراء ملاحظة: إن التلميذ مرئيا في التباين العالي خلال التسجيلات بسبب الضوء الشارد من اثنين من الفوتون الإثارة الليزر الخروج من خلال العين. موقف التلميذ ويستخرج قطر في الوقت الحقيقي باستخدام برمجيات مخصصة مبرمجة على أساس تصميم Sakatani وعيسى 19. </li></ol></li></ol> 2. حقن الكالسيوم المؤشر الوراثية ونافذة زرع يتم إجراء حقن مؤشر الكالسيوم 20 وغرس النافذة في الجمجمة 21 كما هو موضح سابقا مع الإضافات التالية: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حقن الفيروس في المنطقة ذات الاهتمام باستخدام ماصة حقن الزجاج ردم حل مع الفيروس وتوصيلها إلى نظام حقن الضغط. ضبط الضغط اعتمادا على ماصة الداخلية،قطر، وعادة تقريبا. 70-140 م بار، لحقن حوالي 100 NL من الحل الفيروس على مدى 1-2 دقيقة. البقول الحقن انخفاض حجم ألقاها في التردد المنخفض (0.05 البقول ثانية في 2 هرتز) وينبغي أن تستخدم من أجل منع امتداد الفيروس على طول ماصة خلال حقن ملاحظة: من أجل رصد حجم الحقن، يمكن أن تكون علامة على ماصة صغيرة ، أطوال متباعدة بشكل متساو (مثل 0.5 ملم) تحت المجهر ستيريو. ويمكن بعد ذلك النزوح من الغضروف المفصلي بين علامات أن تستخدم لتقدير حجم حقن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عدة أسابيع حقن آخر هذا ينبغي أن يؤدي إلى بلعة من الخلايا المسمى المكتظة التي يبلغ قطرها حوالي 500 ميكرون. فعالية جيتشي التعبير في المنطقة ذات الاهتمام يعتمد على اختيار جيتشي والجمع بين المروج، وكذلك عيار المعدية والنمط المصلي من AAV المؤتلف المستخدمة ملاحظة: وكمثال ممثل، حقن AAV2/1-EF1α-GCaMP5 مع حلمة الثدي الفيروسيةإيه 8 × 10 12 GC / مل في القشرة البصرية الأولية لنتائج الماوس في التعبير مرضية في مدة أسبوعين تقريبا بعد الحقن (الشكل 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يجب أن شريط الرأس لا تعيق المجال البصري من الفأرة، ولكن يجب أن تكون جامدة بما يكفي للسماح للتصوير مستقرة خلال السلوك. هذا عادة ما يتطلب نقطتين من المرفقات على جانبي شريط الرأس (انظر الشكل 1). لنعلق بحزم شريط الرأس في الجمجمة، للتأكد من تحقيق أقصى قدر من وتجفيف منطقة الجمجمة يتعرض حيث سيتم إرفاق شريط الرأس. بالإضافة إلى ذلك، وذلك باستخدام مشرط أو حقنة، خدش الجمجمة لإنشاء أخاديد سطحية وبالتالي زيادة المساحة السطحية للالإلتصاق. تغطية العظام بمادة لاصقة الأنسجة فورية الغراء قبل إرفاق شريط الرأس مع الاسمنت الأسنان. </li></ol> 3. الإجراءات التجريبية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع بعد الحقن الفيروسات، والتحقق من الجمجمة نافذة زرع للالوضوح والتعبير في إطار برنامج التحصين الموسعإضاءة مضان. حدود واضحة للعيان ومحددة بشكل حاد من الأوعية الدموية السطحية هي مؤشر جيد على أن الإطار زرع مناسبة للتصوير (انظر الشكل 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس وضبط قوة الليزر إلى قيمة أقل من 50 ميغاواط في العينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على تدفق الهواء إلى حلقة مفرغة كروية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتثبيت الرأس تحت المجهر، تخدير لفترة وجيزة مع isoflurane والحيوان للحد من التوتر. وضع الحيوان في وعاء التخدير isoflurane ووالانتظار حتى يتوقف الحيوان يتحرك (حوالي 10 ثانية). إزالة الحيوان ورئيس إصلاحه على الفور تحت المجهر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع نظام العرض البصري في أقرب وقت ممكن للحيوان للا تزال تسمح للوصول إلى الحيوان. الاتصال البصري أقل الحيوان لديه مع المجرب، وأقل شدد سيكون الحيوان خلال المرحلة الأولى من التجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأكد من أن الجمجمة نافذة زرع خالية من الغبار والأوساخ. نظيفة مع الماءإذا لزم الأمر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق هلام الموجات فوق الصوتية واضحة كما الغمر المتوسطة بين النافذة في الجمجمة والهدف الغمر بالمياه. هذا يحل مشاكل بطء تدهور صورة نظرا لتبخر المياه أو تسرب ويخفف من الحاجة لتركيب مخروط على شريط الرأس إلى تصمد ملاحظة: جهاز طرد مركزي الجل قبل الاستخدام لإزالة جميع فقاعات الهواء، والحرص على عدم خلق أي الهواء فقاعات خلال تطبيق هلام. يمكن فقاعات الهواء تتحلل بشدة جودة الصورة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التفاف قطعة من الشريط الأسود حول شريط الهدف ورئيس لالتدريع الضوء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحريك الساحة بيئة افتراضية لموقفها النهائي وضبط كاميرا فيديو لتتبع التلميذ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين فتورا ​​الليزر لتتناسب مع السعة المسح الضوئي المستخدمة أثناء التجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدء تسجيل البيانات. </li></ol>

<ol>
	<li>Helmchen, F., Fee, M. S., Tank, D. W., Denk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Miniature+Head-Mounted+Two-Photon+MicroscopeHigh-Resolution+Brain+Imaging+in+Freely+Moving+Animals.">A Miniature Head-Mounted Two-Photon MicroscopeHigh-Resolution Brain Imaging in Freely Moving Animals.</a> Neuron. 31 (6), 903-912 (2001).</li><li>Dombeck, D. A., Khabbaz, A. N., Collman, F., Adelman, T. L., 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=Imaging+large-scale+neural+activity+with+cellular+resolution+in+awake,+mobile+mice.">Imaging large-scale neural activity with cellular resolution in awake, mobile mice.</a> Neuron. 56, 43-57 (2007).</li><li>Dombeck, D. A., Harvey, C. D., Tian, L., Looger, L. L., 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=Functional+imaging+of+hippocampal+place+cells+at+cellular+resolution+during+virtual+navigation.">Functional imaging of hippocampal place cells at cellular resolution during virtual navigation.</a> Nat. Neurosci. 13 (11), 1433-1440 (2010).</li><li>Harvey, C. D., Coen, P., 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=Choice-specific+sequences+in+parietal+cortex+during+a+virtual-navigation+decision+task.">Choice-specific sequences in parietal cortex during a virtual-navigation decision task.</a> Nature. 484 (7395), 62-68 (2012).</li><li>Huber, D., Gutnisky, 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=Multiple+dynamic+representations+in+the+motor+cortex+during+sensorimotor+learning.">Multiple dynamic representations in the motor cortex during sensorimotor learning.</a> Nature. 484 (7395), 473-478 (2012).</li><li>Keller, G. B., Bonhoeffer, T., H&#252;bener, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensorimotor+mismatch+signals+in+primary+visual+cortex+of+the+behaving+mouse.">Sensorimotor mismatch signals in primary visual cortex of the behaving mouse.</a> Neuron. 74 (5), 809-815 (2012).</li><li>Akerboom, J., Chen, T. -. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+a+GCaMP+Calcium+Indicator+for+Neural+Activity+Imaging.">Optimization of a GCaMP Calcium Indicator for Neural Activity Imaging.</a> J. Neurosci. 32 (40), 13819-13840 (2012).</li><li>Zhao, Y., Araki, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+expanded+palette+of+genetically+encoded+Ca2++indicators.">An expanded palette of genetically encoded Ca2+ indicators.</a> Science. 333 (6051), 1888-1891 (2011).</li><li>Mittmann, W., Wallace, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-photon+calcium+imaging+of+evoked+activity+from+L5+somatosensory+neurons+in+vivo.">Two-photon calcium imaging of evoked activity from L5 somatosensory neurons in vivo.</a> Nat. Neurosci. 14 (8), 1089-1893 (2011).</li><li>Katona, G., Szalay, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+two-photon+in+vivo+imaging+with+three-dimensional+random-access+scanning+in+large+tissue+volumes.">Fast two-photon in vivo imaging with three-dimensional random-access scanning in large tissue volumes.</a> Nat. Methods. 9 (2), 201-208 (2012).</li><li>Mank, M., Santos, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genetically+encoded+calcium+indicator+for+chronic+in+vivo+two-photon+imaging.">A genetically encoded calcium indicator for chronic in vivo two-photon imaging.</a> Nat. Methods. 5 (9), 805-811 (2008).</li><li>Margolis, D. J., L&#252;tcke, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reorganization+of+cortical+population+activity+imaged+throughout+long-term+sensory+deprivation.">Reorganization of cortical population activity imaged throughout long-term sensory deprivation.</a> Nat. Neurosci. 15 (11), 1539-1546 (2012).</li><li>Zariwala, H. A., Borghuis, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Cre-dependent+GCaMP3+reporter+mouse+for+neuronal+imaging+in+vivo.">A Cre-dependent GCaMP3 reporter mouse for neuronal imaging in vivo.</a> J. Neurosci. 32 (9), 3131-3141 (2012).</li><li>Harvey, C. D., Collman, F., Dombeck, D. A., 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=Intracellular+dynamics+of+hippocampal+place+cells+during+virtual+navigation.">Intracellular dynamics of hippocampal place cells during virtual navigation.</a> Nature. 461 (7266), 941-946 (2009).</li><li>H&#246;lscher, C., Schnee, A., Dahmen, H., Setia, L., Mallot, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rats+are+able+to+navigate+in+virtual+environments.">Rats are able to navigate in virtual environments.</a> J. Exp. Biol. 208, 561-5519 (2005).</li><li>Borlinghaus, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRT+letter:+high+speed+scanning+has+the+potential+to+increase+fluorescence+yield+and+to+reduce+photobleaching).">MRT letter: high speed scanning has the potential to increase fluorescence yield and to reduce photobleaching).</a> Microsc. Res. Tech. 69 (9), 689-692 (2006).</li><li>Reiff, D. F., Plett, J., Mank, M., Griesbeck, O., Borst, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virtual+Reality+for+Mice,+mousevr.blogspot.com.">Virtual Reality for Mice, mousevr.blogspot.com.</a> Nat. Neurosci. 13, 973-978 (2010).</li><li>Sakatani, T., Isa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+analysis+of+spontaneous+saccade-like+rapid+eye+movements+in+C57BL/6+mice.">Quantitative analysis of spontaneous saccade-like rapid eye movements in C57BL/6 mice.</a> Neurosci. Res. 58, 324-331 (2007).</li><li>Golshani, P., Portera-Cailliau, C. <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+2-photon+calcium+imaging+in+layer+2/3+of+mice.">In vivo 2-photon calcium imaging in layer 2/3 of mice.</a> J. Vis. Exp. (13), (2008).</li><li>Holtmaat, A., Bonhoeffer, T. <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,+high-resolution+imaging+in+the+mouse+neocortex+through+a+chronic+cranial+window.">Long-term, high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window.</a> Nat. Protoc. 4 (8), 1128-1144 (2009).</li><li>Schmidt-Hieber, C., H&#228;usser, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+mechanisms+of+spatial+navigation+in+the+medial+entorhinal+cortex.">Cellular mechanisms of spatial navigation in the medial entorhinal cortex.</a> Nat. Neurosci. 16 (3), 325-331 (2013).</li></ol>

يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.

المفتاح لنجاح السلوكية التصوير ثنائي الفوتون هو استقرار إعداد بطريقتين: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> على مدى أيام آخر نافذة الزرع، يمكن أن الاستجابات الالتهابية في الأنسجة يؤدي إلى تعزيز تشكيل النسيج الحبيبي والغضاريف التي من شأنها أن تعرقل أ?...

برز التصوير ثنائي الفوتون من مؤشرات الكالسيوم (المشفرة وراثيا مثل GCaMP5 7 أو R-8 جيكو، أو الأصباغ الاصطناعية مثل OGB أو Fluo4) كوسيلة من وسائل قوية لقياس نشاط الخلايا العصبية في الفئران يتصرف 1-6. فإنه يمكن قياس وقت واحد لنشاط مئات الخلايا في عمل واحد بالقرب من القرار المحتملة، وتصل إلى ما يقرب من 800 ميكرومتر تحت سطح الدماغ 9،10. وعلاوة على ذلك، وذلك باستخدام مؤشرات الكالسيوم المشفرة وراثيا (GECIS) نشاط الخلايا العصبية ويمكن قياس مزمنة 5،11،12، وأنواع الخلايا المحددة وراثيا 13. معا، وهذه الأساليب توفير درجة من الدقة الزمنية والمكانية التي تفتح العديد من الإمكانيات الجديدة في دراسة حساب الخلايا العصبية في الجسم الحي. التدخل الجراحي ضروري لفضح وتسمية مخ الفأر للتصوير. عادة و transfected الخلايا باستخدام المؤتلف الغدة المرتبطة فير<html> هو مزروع لنا (AAV) نظام للتسليم جيتشي ونافذة في الجمجمة خلال موقع الحقن للوصول البصرية إلى الدماغ. ثم يتم إرفاق شريط الرأس في الجمجمة لتثبيت الرأس تحت المجهر ثنائي الفوتون. تصميم وتنفيذ هذه الخطوات أمر بالغ الأهمية لأن معظم المشاكل مع التصوير مستيقظا تنشأ من عدم الاستقرار في التحضير. مثالي الإجراء الموضح هنا يجب أن تسمح للتصوير المزمن تصل إلى عدة أشهر بعد الجراحة. لتمكين السلوك الموجهة بصريا أثناء التصوير ثنائي الفوتون، رئيس الماوس ثابتة يجلس على حلقة مفرغة الهواء يؤيد كروية، والتي يمكن استخدامها للتنقل بيئة الواقع الافتراضي. ويقترن تحرك الماوس في حلقة مفرغة للحركة في البيئة الظاهرية التي يتم عرضها على شاشة حلقية المحيطة 14،15 الماوس. المتغيرات السلوكية مثل الحركة والتحفيز البصري، وموقف التلميذ يمكن تسجيل 6. ر &quot;&gt; ونحن تصف الإجراءات اللازمة في التصوير المزمنة ثنائي الفوتون في الفئران استكشاف بيئة الواقع الافتراضي النقاط الرئيسية التي تناولها هي: الحد من حركة القطع الأثرية، والحد من تسرب الضوء، تعظيم عدد الخلايا سجلت في وقت واحد، والتقليل من الضرر الصورة، ونحن أيضا تقديم تفاصيل حول إعداد حلقة مفرغة المدعومة من الهواء، وتتبع التلميذ، والبيئة الواقع الافتراضي. الإجراءات الموضحة هنا يمكن أن تستخدم لتصوير السكان الخلية fluorescently المسمى في الرأس الفئران ثابتة في مجموعة متنوعة واسعة من النماذج يحتمل السلوكية .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="653">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">cover slips (d = 3-5 mm)</td>
			<td style="width:151px;">Menzel</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">window implant</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">InSight DeepSee laser</td>
			<td>Spectra-Physics</td>
			<td></td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">12kHz resonance scanner</td>
			<td>Cambridge Technology</td>
			<td>G1-003-30026</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Galvometer</td>
			<td>Cambridge Technology</td>
			<td>G6215H</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Digitizer</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>NI 5772</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FPGA</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>PXIe 7965R</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Acquisition card</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>PCIe 6363</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Emission filter 525/50</td>
			<td>Semrock</td>
			<td>FF03-525/50-25</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Piezo-electric z-drive</td>
			<td>Physikinstrumente</td>
			<td>P-726.1CD</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Controller for piezo-electric drive</td>
			<td>Physikinstrumente</td>
			<td>E665 LVPZT</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Objective 16x, 0.8NA</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>CFI75</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Current amplifier</td>
			<td style="width:151px;">Femto</td>
			<td style="width:119px;">DHPCA-100</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Photomultiplier tube</td>
			<td style="width:151px;">Hamamatsu</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">USB Camera without IR filter</td>
			<td>ImagingSource</td>
			<td>DMK22BUC03&#160;</td>
			<td>pupil tracking</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Objective 50 mm</td>
			<td>ImagingSource</td>
			<td>M5018-MP&#160;</td>
			<td>pupil tracking</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Macro adapter rings</td>
			<td>ImagingSource</td>
			<td>LAexSet</td>
			<td>pupil tracking</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Optical computer mouse</td>
			<td>Logitech</td>
			<td>G500</td>
			<td>motion tracking</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Styrofoam ball 20 cm</td>
			<td>e.g. idee-shop.de</td>
			<td>08797.00.15</td>
			<td>virtual environment</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">LED projector</td>
			<td>Samsung</td>
			<td>SP-F10M&#160;</td>
			<td>virtual environment</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Acquisition card</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td style="width:119px;">NI 6009</td>
			<td>virtual environment</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Panda3D game engine</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.panda3d.org/">www.panda3d.org</a></td>
			<td>virtual environment</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Numpy library for Python</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td style="width:119px;"><a href="http://www.scipy.org/">www.scipy.org</a></td>
			<td>virtual environment</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Scipy library for Python</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td style="width:119px;"><a href="http://www.scipy.org/">www.scipy.org</a></td>
			<td>virtual environment</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">NI-DAQmx driver</td>
			<td style="width:151px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;"><a href="http://www.ni.com/">www.ni.com</a></td>
			<td>virtual environment</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Ultrasound gel</td>
			<td style="width:151px;">Dahlhausen</td>
			<td style="width:119px;">5701.0342.10</td>
			<td>imaging</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

two-photon calcium imaging in mice navigating a virtual reality environment

في السنوات الأخيرة، أصبح التصوير ثنائي الفوتون أداة لا تقدر بثمن في علم الأعصاب، كما أنه يسمح لقياس مزمن في نشاط الخلايا التي تم تحديدها وراثيا خلال السلوك 1-6. نحن هنا وصف الطرق لأداء اثنين من الفوتون التصوير في الماوس القشرة بينما يتنقل الحيوان بيئة الواقع الافتراضي. ونحن نركز على جوانب الإجراءات التجريبية التي هي مفتاح التصوير في حيوان يتصرف في بيئة افتراضية المضاءة. المشاكل الرئيسية التي تنشأ في هذا الإعداد التجريبية أننا هنا عنوان هي: التقليل من الحركة المتعلقة التحف الدماغ، والتقليل من تسرب الضوء من نظام الإسقاط الواقع الافتراضي، والتقليل من الليزر التي يسببها تلف الأنسجة. كما نقوم بتوفير البرمجيات عينة للسيطرة على البيئة والواقع الافتراضي للقيام تتبع التلميذ. مع هذه الإجراءات والموارد يجب أن يكون من الممكن تحويل التقليدية المجهر ثنائي الفوتون لاستخدامها في التصرف الفئران.

جودة الصورة في اثنين من الفوتون التصوير الكالسيوم من السكان الخلية المسمى مع جيتشي يعتمد إلى حد كبير على نوعية الجمجمة نافذة الزرع. يجب فحص أسبوعين بعد حقن الفيروس النافذة في الجمجمة من أجل الوضوح. ينبغي أن يكون هناك أي النسيج الحبيبي أو إعادة نمو العظام مرئية (ا?...

Watch this Scientific Journal Video about Two-photon Calcium Imaging in Mice Navigating a Virtual Reality Environment at JoVE.com

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

نحن هنا وصف الإجراءات التجريبية المشاركة في التصوير ثنائي الفوتون من الماوس القشرة خلال السلوك في بيئة الواقع الافتراضي.

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 ...

two-photon-calcium-imaging-mice-navigating-virtual-reality

Research

JoVE Journal

Behavior

30.8K Views.  Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research.  نحن هنا وصف الإجراءات التجريبية المشاركة في التصوير ثنائي الفوتون من الماوس القشرة خلال السلوك في بيئة الواقع الافتراضي. 

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

Development of a Virtual Reality Assessment of Everyday Living Skills

Cognitive impairments affect the majority of patients with schizophrenia and these impairments predict poor long term psychosocial outcomes.&#160; Treatment studies aimed at cognitive impairment in patients with schizophrenia not only require demonstration of improvements on cognitive tests, but also evidence that any cognitive changes lead to clinically meaningful improvements.&#160; Measures of &#8220;functional capacity&#8221; index the extent to which individuals have the potential to perform skills required for real world functioning. &#160;Current data do not support the recommendation of any single instrument for measurement of functional capacity.&#160; The Virtual Reality Functional Capacity Assessment Tool (VRFCAT) is a novel, interactive gaming based measure of functional capacity that uses a realistic simulated environment to recreate routine activities of daily living. Studies are currently underway to evaluate and establish the VRFCAT&#8217;s sensitivity, reliability, validity, and practicality.&#160;This new measure of functional capacity is practical, relevant, easy to use, and has several features that improve validity and sensitivity of measurement of function in clinical trials of patients with CNS disorders.

A challenge for proving treatment efficacy for cognitive impairments in schizophrenia is finding the optimizing measurement of skills related to everyday functioning.&#160; The Virtual Reality Functional Capacity Assessment Tool (VRFCAT) is an interactive gaming based computerized measure aimed at skills associated with everyday functioning, including baseline impairments and treatment related changes.

وضع تقييم الواقع الافتراضي من مهارات الحياة اليومية

Cognitive impairments affect the majority of patients with schizophrenia and these impairments predict poor long term psychosocial outcomes.&#160; ...

A Protocol for Housing Mice in an Enriched Environment

Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent studies demonstrate that environmental enrichment decreases adiposity, increases energy expenditure, resists diet induced obesity, and causes cancer remission and inhibition in mice. EE typically consists of larger living space, a variety of &#8216;toys&#8217; to interact with, running wheels, and can include a number of other novel environmental changes. All of this fosters a more complex social engagement, cognitive and physical stimulations. Importantly, the toy location and type of toy is changed regularly, which encourages the mice to adapt to a frequently changing and novel environment. Many variables can be manipulated in EE to promote health effects in mice. Thus these approaches are difficult to control and must be properly managed to successfully replicate the associated phenotypes. Therefore, the goal of this video is to demonstrate how EE is properly set up and maintained to assure a complex, challenging, and controlled environment so that other researchers can easily reproduce the protective effects of EE against obesity and cancer.

Environmental enrichment for mice requires a complex and challenging setup, as well as comprehensive husbandry and handling techniques to assure robust metabolic and anti-cancer effects in the mice. This protocol provides detailed procedures to reproduce the above mentioned effects in mice.

بروتوكول لالفئران الإسكان في بيئة المخصب

Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent ...

Multifunctional Setup for Studying Human Motor Control Using Transcranial Magnetic Stimulation, Electromyography, Motion Capture, and Virtual Reality

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular function include transcranial magnetic stimulation, electromyography, and three-dimensional motion capture. The advent of readily available and cost-effective virtual reality solutions has expanded the capabilities of researchers in recreating &#8220;real-world&#8221; environments and movements in a laboratory setting. Naturalistic movement analysis will not only garner a greater understanding of motor control in healthy individuals, but also permit the design of experiments and rehabilitation strategies that target specific motor impairments (e.g. stroke). The combined use of these tools will lead to increasingly deeper understanding of neural mechanisms of motor control. A key requirement when combining these data acquisition systems is fine temporal correspondence between the various data streams. This protocol describes a multifunctional system&#8217;s overall connectivity, intersystem signaling, and the temporal synchronization of recorded data. Synchronization of the component systems is primarily accomplished through the use of a customizable circuit, readily made with off the shelf components and minimal electronics assembly skills.

Transcranial magnetic stimulation, electromyography, and 3D motion capture are commonly used non-invasive techniques for investigating neuromuscular function in humans. In this paper, we describe a protocol that synchronously samples data generated by all three of these tools along with the unique addition of virtual reality stimulus presentation and feedback.

الإعداد متعدد الوظائف لدراسة التحكم في المحركات الإنسان عن طريق تحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة، الكهربائي، التقاط متحرك، والواقع الافتراضي

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular ...

Using Virtual Reality to Transfer Motor Skill Knowledge from One Hand to Another

As far as acquiring motor skills is concerned, training by voluntary physical movement is superior to all other forms of training (e.g. training by observation or passive movement of trainee&#39;s hands by a robotic device). This obviously presents a major challenge in the rehabilitation of a paretic limb since voluntary control of physical movement is limited. Here, we describe a novel training scheme we have developed that has the potential to circumvent this major challenge. We exploited the voluntary control of one hand and provided real-time movement-based manipulated sensory feedback as if the other hand is moving. Visual manipulation through virtual reality (VR) was combined with a device that yokes left-hand fingers to passively follow right-hand voluntary finger movements. In healthy subjects, we demonstrate enhanced within-session performance gains of a limb in the absence of voluntary physical training. Results in healthy subjects suggest that training with the unique VR setup might also be beneficial for patients with upper limb hemiparesis by exploiting the voluntary control of their healthy hand to improve rehabilitation of their affected hand.

We describe a novel virtual-reality based setup which exploits voluntary control of one hand to improve motor-skill performance in the other (non-trained) hand. This is achieved by providing real-time movement-based sensory feedback as if the non-trained hand is moving. This new approach may be used to enhance rehabilitation of patients with unilateral hemiparesis.

استخدام الواقع الافتراضي لنقل المعارف المهارات الحركية من جهة إلى أخرى

As far as acquiring motor skills is concerned, training by voluntary physical movement is superior to all other forms of training (e.g. training by ...

Mobile Game-based Virtual Reality Program for Upper Extremity Stroke Rehabilitation

Stroke rehabilitation requires repetitive, intensive, goal-oriented therapy. Virtual reality (VR) has the potential to satisfy these requirements. Game-based therapy can promote patients&#39; engagement in rehabilitation therapy as a more interesting and a motivating tool. Mobile devices such as smartphones and tablet PCs can provide personalized home-based therapy with interactive communication between patients and clinicians. In this study, a mobile VR upper extremity rehabilitation program using game applications was developed. The findings from the study show that the mobile game-based VR program effectively promotes upper extremity recovery in patients with stroke. In addition, patients completed two weeks of treatment using the program without adverse effects and were generally satisfied with the program. This mobile game-based VR upper extremity rehabilitation program can substitute for some parts of the conventional therapy that are delivered one-on-one by an occupational therapist. This time-efficient, easy to implement, and clinically effective program would be a good candidate tool for tele-rehabilitation for upper extremity recovery in patients with stroke. Patients and therapists can collaborate remotely through these e-health rehabilitation programs while reducing economic and social costs.

Here, we present a protocol to develop and apply a mobile game-based virtual reality program for the recovery of upper limb dysfunction in patients with stroke. The present study shows that the mobile program is feasible and effectively promotes upper limb recovery in stroke patients.

البرنامج المحمول القائم على لعبة الواقع الافتراضي لإعادة تأهيل السكتة الدماغية الطرف العلوي

Stroke rehabilitation requires repetitive, intensive, goal-oriented therapy. Virtual reality (VR) has the potential to satisfy these requirements. ...

A Method to Study Adaptation to Left-Right Reversed Audition

An unusual sensory space is one of the effective tools to uncover the mechanism of adaptability of humans to a novel environment. Although most of the previous studies have used special spectacles with prisms to achieve unusual spaces in the visual domain, a methodology for studying the adaptation to unusual auditory spaces has yet to be fully established. This study proposes a new protocol to set-up, validate, and use a left-right reversed stereophonic system using only wearable devices, and to study the adaptation to left-right reversed audition with the help of neuroimaging. Although individual acoustic characteristics are not yet implemented, and slight spillover of unreversed sounds is relatively uncontrollable, the constructed apparatus shows high performance in a 360&#176; sound source localization coupled with hearing characteristics with little delay. Moreover, it looks like a mobile music player and enables a participant to focus on daily life without arousing curiosity or drawing attention of other individuals. Since the effects of adaptation were successfully detected at the perceptual, behavioral, and neural levels, it is concluded that this protocol provides a promising methodology for studying adaptation to left-right reversed audition, and is an effective tool for uncovering the adaptability of humans to a novel environments in the auditory domain.

The present study proposes a protocol to investigate the adaptation to left-right reversed audition achieved only by wearable devices, using neuroimaging, which can be an effective tool for uncovering the adaptability of humans to a novel environment in the auditory domain.

أسلوب لدراسة التكيف إلى اليسار واليمين عكس الاختبار

An unusual sensory space is one of the effective tools to uncover the mechanism of adaptability of humans to a novel environment. Although most of the ...

Measuring the Kinematics of Daily Living Movements with Motion Capture Systems in Virtual Reality

The inability to complete instrumental activities of daily living (IADL) is a precursor to various neuropsychological diseases. Questionnaire-based assessments of IADL are easy to use but prone to subjective bias. Here, we describe a novel virtual reality (VR) test to assess two complex IADL tasks: handling financial transactions and using public transportation. While a participant performs the tasks in a VR setting, a motion capture system traces the position and orientation of the dominant hand and head in a three-dimensional Cartesian coordinate system. Kinematic raw data are collected and converted into &#39;kinematic performance measures,&#39; i.e., motion trajectory, moving distance, and time to completion. Motion trajectory is the path of a particular body part (e.g., dominant hand or head) in space. Moving distance refers to the total distance of the trajectory, and time to completion is how long it took to complete an IADL task. These kinematic measures could discriminate patients with cognitive impairment from healthy controls. The development of this kinematic measuring protocol allows detection of early IADL-related cognitive impairments.

We designed a virtual reality test to assess instrumental activities of daily living (IADL) with a motion capture system. We propose a detailed kinematic analysis to interpret the participant&#39;s various movements, including trajectory, moving distance, and time to completion to evaluate IADL capabilities.

قياس الكينماتيكا حركات المعيشة اليومية مع أنظمة التقاط الحركة في الواقع الافتراضي

The inability to complete instrumental activities of daily living (IADL) is a precursor to various neuropsychological diseases. Questionnaire-based ...

A Networked Desktop Virtual Reality Setup for Decision Science and Navigation Experiments with Multiple Participants

Investigating the interactions among multiple participants is a challenge for researchers from various disciplines, including the decision sciences and spatial cognition. With a local area network and dedicated software platform, experimenters can efficiently monitor the behavior of the participants that are simultaneously immersed in a desktop virtual environment and digitalize the collected data. These capabilities allow for experimental designs in spatial cognition and navigation research that would be difficult (if not impossible) to conduct in the real world. Possible experimental variations include stress during an evacuation, cooperative and competitive search tasks, and other contextual factors that may influence emergent crowd behavior. However, such a laboratory requires maintenance and strict protocols for data collection in a controlled setting. While the external validity of laboratory studies with human participants is sometimes questioned, a number of recent papers suggest that the correspondence between real and virtual environments may be sufficient for studying social behavior in terms of trajectories, hesitations, and spatial decisions. In this article, we describe a method for conducting experiments on decision-making and navigation with up to 36 participants in a networked desktop virtual reality setup (i.e., the Decision Science Laboratory or DeSciL). This experiment protocol can be adapted and applied by other researchers in order to set up a networked desktop virtual reality laboratory.

This paper describes a method for conducting multi-user experiments on decision-making and navigation using a networked computer laboratory.

إعداد شبكة اتصال سطح مكتب واقع الافتراضي لمقرر العلوم والتجارب الملاحة مع المشاركين متعددة

Investigating the interactions among multiple participants is a challenge for researchers from various disciplines, including the decision sciences and ...

Virtual Reality Experiments with Physiological Measures

Virtual reality (VR) experiments are increasingly employed because of their internal and external validity compared to real-world observation and laboratory experiments, respectively. VR is especially useful for geographic visualizations and investigations of spatial behavior. In spatial behavior research, VR provides a platform for studying the relationship between navigation and physiological measures (e.g., skin conductance, heart rate, blood pressure). Specifically, physiological measures allow researchers to address novel questions and constrain previous theories of spatial abilities, strategies, and performance. For example, individual differences in navigation performance may be explained by the extent to which changes in arousal mediate the effects of task difficulty. However, the complexities in the design and implementation of VR experiments can distract experimenters from their primary research goals and introduce irregularities in data collection and analysis. To address these challenges, the Experiments in Virtual Environments (EVE) framework includes standardized modules such as participant training with the control interface, data collection using questionnaires, the synchronization of physiological measurements, and data storage. EVE also provides the necessary infrastructure for data management, visualization, and evaluation. The present paper describes a protocol that employs the EVE framework to conduct navigation experiments in VR with physiological sensors. The protocol lists the steps necessary for recruiting participants, attaching the physiological sensors, administering the experiment using EVE, and assessing the collected data with EVE evaluation tools. Overall, this protocol will facilitate future research by streamlining the design and implementation of VR experiments with physiological sensors.

Virtual reality (VR) experiments can be difficult to implement and require meticulous planning. This protocol describes a method for the design and implementation of VR experiments that collect physiological data from human participants. The Experiments in Virtual Environments (EVE) framework is employed to accelerate this process.

تجارب الواقع الافتراضي مع التدابير الفيزيولوجية

Virtual reality (VR) experiments are increasingly employed because of their internal and external validity compared to real-world observation and ...

Longitudinal Two-Photon Imaging of Dorsal Hippocampal CA1 in Live Mice

Two-photon microscopy is a fundamental tool for neuroscience as it permits investigation of the brain of live animals at spatial scales ranging from subcellular to network levels and at temporal scales from milliseconds to weeks. In addition, two-photon imaging can be combined with a variety of behavioral tasks to explore the causal relationships between brain function and behavior. However, in mammals, limited penetration and scattering of light have limited two-photon intravital imaging mostly to superficial brain regions, thus precluding longitudinal investigation of deep-brain areas such as the hippocampus. The hippocampus is involved in spatial navigation and episodic memory and is a long-standing model used to study cellular as well as cognitive processes important for learning and recall, both in health and disease. Here, a preparation that enables chronic optical access to the dorsal hippocampus in living mice is detailed. This preparation can be combined with two-photon optical imaging at cellular and subcellular resolution in head fixed, anesthetized live mice over several weeks. These techniques enable repeated imaging of neuronal structure or activity-evoked plasticity in tens to hundreds of neurons in the dorsal hippocampal CA1. Furthermore, this chronic preparation can be used in combination with other techniques such as micro-endoscopy, head-mounted wide field microscopy or three-photon microscopy, thus greatly expanding the toolbox to study cellular and network processes involved in learning and memory.

This method describes a chronic preparation that allows optical access to the hippocampus of living mice. This preparation can be used to perform longitudinal optical imaging of neuronal structural plasticity and activity-evoked cellular plasticity over a period of several weeks.

التصوير الطولي اثنين من الفوتون من CA1 فرس النهر الأورسيال في الفئران الحية

Two-photon microscopy is a fundamental tool for neuroscience as it permits investigation of the brain of live animals at spatial scales ranging from ...