Gleichzeitige fokussierte Ultraschall-Neuromodulation und Faserphotometrie-Aufzeichnung in frei beweglichen Mäusen

Die fokussierte Ultraschall-Neuromodulation (FUN) stellt einen vielversprechenden Ansatz zur nicht-invasiven Störung neuronaler Schaltkreise in tiefen Hirnregionen dar. Es ist mit den meisten bestehenden Modalitäten zur Überwachung von Gehirnfunktionen in vivo kompatibel. Die Integration mit Modalitäten zur Aufzeichnung von Gehirnfunktionen ermöglicht es uns nicht nur, Ordnungen und Störungen bestimmter Gehirnfunktionen mit Closed-Loop-Feedback zu adressieren, sondern liefert uns auch mechanistische Einblicke in FUN selbst. Hier stellen wir ein modifiziertes, einfaches, zuverlässiges und robustes Protokoll für die gleichzeitige Anwendung von FUN- und Faserphotometrie GCaMP6s Fluoreszenzaufzeichnung bei frei beweglichen Mäusen zur Verfügung. Dies beinhaltet die Herstellung eines gut dimensionierten Einzelwandlers und dessen vorübergehende Platzierung auf den Mäusen, zusammen mit der sicheren Fixierung eines faseroptischen Implantats, um den reibungslosen Durchgang des Schallkopfs zu erleichtern. Die Kombination von FUN und Faserphotometrie ermöglicht die optische Aufzeichnung von neuronalen Schaltkreisantworten auf FUN in Echtzeit in tiefen Hirnregionen. Um die Effizienz dieses Protokolls zu demonstrieren, wurden Thy1-GCaMP6s-Mäuse als Beispiel verwendet, um die Neuroaktivität im vorderen Thalamuskern während FUN aufzuzeichnen, während sich die Mäuse frei bewegen. Wir glauben, dass dieses Protokoll die breite Anwendung von FUN sowohl im Bereich der Neurowissenschaften als auch im Bereich des biomedizinischen Ultraschalls fördern kann.