Imagerie calcique à deux photons de l’activité du cerveau antérieur chez le poisson-zèbre adulte

Nous présentons ici un protocole permettant d’effectuer une imagerie calcique à deux photons dans le cerveau antérieur dorsal du poisson-zèbre adulte.

Le poisson-zèbre adulte (Danio rerio) présente un riche répertoire de comportements pour l’étude des fonctions cognitives. Ils ont également un cerveau miniature qui peut être utilisé pour mesurer les activités dans les régions du cerveau grâce à des méthodes d’imagerie optique. Cependant, les rapports sur l’enregistrement de l’activité cérébrale chez les poissons-zèbres adultes ont été rares. La présente étude décrit les procédures permettant d’effectuer une imagerie calcique à deux photons dans le cerveau antérieur dorsal du poisson-zèbre adulte. Nous nous concentrons sur les mesures à prendre pour empêcher les poissons-zèbres adultes de bouger la tête, ce qui offre une stabilité qui permet l’imagerie par balayage laser de l’activité cérébrale. Les animaux dont la tête est attachée peuvent bouger librement les parties de leur corps et respirer sans aide. La procédure vise à raccourcir la durée de la chirurgie d’appuie-tête, à minimiser les mouvements du cerveau et à maximiser le nombre de neurones enregistrés. Une configuration permettant de présenter un environnement visuel immersif pendant l’imagerie calcique est également décrite ici, ce qui peut être utilisé pour étudier les corrélats neuronaux sous-jacents aux comportements déclenchés visuellement.

L’imagerie par fluorescence de calcium avec des indicateurs génétiquement codés ou des colorants synthétiques a été une méthode puissante pour mesurer l’activité neuronale chez les animaux qui se comportent, y compris les primates non humains, les rongeurs, les oiseaux et les insectes¹. L’activité de centaines de cellules, jusqu’à environ 800 μm sous la surface du cerveau, peut être mesurée simultanément à l’aide de l’imagerie multiphotonique ^2,3. L’activité de types cellulaires spécifiques peut également être mesurée en exprimant des indicateurs calciques dans des populations neuronale....

Toutes les procédures relatives aux animaux ont été approuvées et effectuées conformément aux directives du Comité institutionnel de protection et d’utilisation des animaux de l’Academia Sinica. Les détails des outils de recherche se trouvent dans le tableau des matériaux.

1. Préparation de la chambre d’enregistrement

1. Préparez un réservoir semi-hexagonal, une plaque de base et une platine de tête (Figure 1A

Le protocole se compose de deux parties : la chirurgie d’appuie-tête et l’imagerie calcique à deux photons des activités neuronales dans le cerveau antérieur. Le succès d’une intervention chirurgicale est défini par la survie de l’animal et la stabilité de l’appuie-tête. Le taux de survie peut être grandement amélioré par une perfusion fréquente de solution de SMT à 0,01 % par voie buccale pendant la chirurgie. Les poissons doivent se remettre de l’anesthésie et respirer activement dans les 1 à.......

Ici, nous décrivons un protocole détaillé pour retenir la tête du poisson-zèbre adulte pour l’imagerie calcique à deux photons. Il y a deux étapes essentielles pour obtenir un appuie-tête suffisamment stable pour l’imagerie par balayage laser. Tout d’abord, la barre de tête doit être collée aux sites de fixation spécifiques des crânes. D’autres parties du crâne sont souvent trop minces pour assurer une stabilité mécanique et peuvent même être fracturées lors de mouvements corporels importants. .......

Ce travail a été soutenu par l’Institut de biologie moléculaire, l’Academia Sinica et le Conseil national de la science et de la technologie de Taïwan. L’atelier d’usinage de l’Institut de physique de l’Academia Sinica a contribué à la fabrication de pièces conçues sur mesure. Nous tenons également à remercier P. Argast (Institut Friedrich Miescher pour la recherche biomédicale, Bâle, Suisse) pour la conception du mécanisme de verrouillage rapide de la scène de tête.