ゼブラフィッシュ成魚の行動性における前脳活動の2光子カルシウムイメージング

ここでは、成体のゼブラフィッシュの背側前脳で2光子カルシウムイメージングを行うためのプロトコルを紹介します。

成魚のゼブラフィッシュ(Danio rerio)は、認知機能を研究するための豊富な行動レパートリーを示します。また、光学イメージング法によって脳領域全体の活動を測定するために使用できるミニチュア脳も備えています。しかし、ゼブラフィッシュの成体における脳活動の記録に関する報告は少ない。本研究では、成体のゼブラフィッシュの背側前脳に2光子カルシウムイメージングを行う手順について記載する。ゼブラフィッシュの成体が頭部を動かすのを抑制する手順に着目し、脳活動のレーザースキャニングイメージングを可能にする安定性を提供します。頭を拘束された動物は、補助具なしで体の部分を自由に動かし、呼吸することができます。この手術は、頭部拘束手術の時間を短縮し、脳の動きを最小限に抑え、記録されるニューロンの数を最大化することを目的としています。カルシウムイメージング中に没入型の視覚環境を提示するためのセットアップもここで説明されており、視覚的に誘発される行動の根底にある神経相関を研究するために使用できます。

遺伝子コードされたインジケーターまたは合成色素を用いたカルシウム蛍光イメージングは、ヒト以外の霊長類、げっ歯類、鳥類、昆虫などの行動動物の神経活動を測定する強力な方法です¹。脳表面から約800μm下までの数百の細胞の活動は、多光^{子イメージングを用いて}同時に測定することができます^2,3。特定の細胞タイプの活性は、遺伝的に定義された神経集団でカルシウム指標を発現することによっても測定できます。小型脊椎動物モデルへのイメージング法の適用は、脳領域を横断する神経細胞計算の分野に新たな可能性を開きます。

ゼブラフィッシュは、神経科学研究で広く使用されているモデルシステムです。受精後約6日目のゼブラフィッシュ仔魚は、脳が小さく^、体が透明であるため、カルシウムイメージングに使用されています4。ゼブラフィッシュの稚魚(生後3〜4週間)は、感覚運動経路の根底にある神経メカニズムの研究にも使用されます^5,6。しかし、連想学習や社会的行動を含む複雑な行動の最大パフォーマンスレベルは、^7,8

すべての動物処置は、中央研究院の動物実験委員会のガイドラインに従って承認され、実施されました。研究ツールの詳細については、 資料表をご覧ください。

1. 記録室の準備

1. 半六角形のタンク、ベースプレート、ヘッドステージを準備します(図1A;補足ファイル1-3)。ヘッドステージは、円形のプレー.......

プロトコルは2部から成っている:頭部拘束の外科および前脳のニューロン活動の2光子カルシウムイメージ投射。手術の成功は、動物の生存とヘッドレストの安定性によって定義されます。手術中に口から0.01%TMS溶液を頻繁に灌流することで、生存率を大幅に向上させることができます。魚は麻酔から回復し、水槽の水に浸された後1〜2分以内に活発に呼吸する必要があります。2光子カルシウ?.......

ここでは、ゼブラフィッシュの成体であるゼブラフィッシュの頭部を拘束し、2光子カルシウムイメージングを行うための詳細なプロトコルについて説明します。レーザースキャニングイメージングに十分な安定性を備えたヘッドレストを実現するには、2つの重要なステップがあります。まず、ヘッドバーを頭蓋骨の特定の取り付け部位に接着する必要があります。頭蓋骨の他の部分は、機?.......

この研究は、中央研究院分子生物学研究所と台湾の国家科学技術評議会の支援を受けました。中央研究院物理研究所の機械工場は、カスタム設計の部品の製造を支援しました。また、P. Argast 氏 (Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research, Basel, Switzerland) には、ヘッドステージのクイックロック機構の設計をお願いいたします。