In vivo Calcium beeldvorming in muis inferieure olijf

Inferieure olijf (IO), een kern in de ventrale medulla, is de enige bron van klimvezels die een van de twee ingangsroutes vormen die het cerebellum binnenkomen. IO is al lang voorgesteld om cruciaal te zijn voor motorische controle en de activiteit ervan wordt momenteel beschouwd als het centrum van vele hypothesen van zowel motorische als cognitieve functies van het cerebellum. Hoewel de fysiologie en functie ervan relatief goed zijn bestudeerd op eencellig niveau in vitro,zijn er momenteel geen rapporten over de organisatie van de IO-netwerkactiviteit bij levende dieren. Dit is grotendeels te wijten aan de uiterst uitdagende anatomische locatie van de IO, waardoor het moeilijk is om te worden onderworpen aan conventionele fluorescerende beeldvormingsmethoden, waarbij een optisch pad moet worden gecreëerd door de hele hersenen die zich dorsaal naar de interesseregio bevinden.

Hier beschrijven we een alternatieve methode voor het verkrijgen van state-of-the-art calcium imaging data uit het IO-netwerk. De methode maakt gebruik van de extreme ventrale locatie van de IO en omvat een chirurgische procedure voor het inbrengen van een gradiënt-brekingsindex (GRIN) lens door de nek ingewanden om in contact te komen met het ventrale oppervlak van de calciumsensor GCaMP6s-expresserende IO bij verdoofde muizen. Een representatieve calciumbeeldvormingsopname toont de haalbaarheid aan om IO-neuronactiviteit na de operatie vast te leggen. Hoewel dit een niet-overlevingsoperatie is en de opnames onder anesthesie moeten worden uitgevoerd, voorkomt het schade aan levenskritische hersenstamkernen en maakt het mogelijk om een grote verscheidenheid aan experimenten uit te voeren die spatiotemporale activiteitspatronen en inputintegratie in de IO onderzoeken. Deze procedure met modificaties kan worden gebruikt voor opnames in andere, aangrenzende gebieden van de ventrale hersenstam.