Name: in vivo two-photon imaging of experience-dependent molecular changes in cortical neurons
Uploaded: 2013-01-05T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons at JoVE.com

الكتاب أود أن أشكر L. لمعدات التصوير Belluscio الجراحة، D. كوون المساعدة للتصوير، K. ليو لتحرير الفيديو المساعدة، وماكلويد K. لجميع موسيقى خلفية. KW يعترف بدعم سخي من شعبة NIMH من برامج بحثية ضمن الجدران والجينات، والإدراك وبرنامج الذهان. وأيد هذا العمل من قبل برنامج بحوث NIMH ضمن الجدران (VC، YY، SMKW) وشعبة NIAAA من ضمن الجدران برنامج البحوث السريرية والبيولوجية (VC، RMC، DML).

تمت الموافقة على الإجراءات التجريبية المبينة أدناه من قبل المعهد الوطني للصحة النفسية ورعاية الحيوان اللجنة استخدم وكانت وفقا للمعاهد القومية للصحة دليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية. 1. قبل العملية إعداد <ol style=";text-...

<ol>
	<li>Leslie, J. H., Nedivi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-regulated+genes+as+mediators+of+neural+circuit+plasticity.">Activity-regulated genes as mediators of neural circuit plasticity.</a> Progress in neurobiology. 94 (3), 223-237 (2011).</li><li>Flavell, S. W., Greenberg, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signaling+mechanisms+linking+neuronal+activity+to+gene+expression+and+plasticity+of+the+nervous+system.">Signaling mechanisms linking neuronal activity to gene expression and plasticity of the nervous system.</a> Annual review of neuroscience. 31, 563-590 (2008).</li><li>Guzowski, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+behaviorally+relevant+neural+circuits+with+immediate-early+gene+expression.">Mapping behaviorally relevant neural circuits with immediate-early gene expression.</a> Current opinion in neurobiology. 15 (5), 599-606 (2005).</li><li>Barth, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualizing+circuits+and+systems+using+transgenic+reporters+of+neural+activity.">Visualizing circuits and systems using transgenic reporters of neural activity.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 17 (5), 567-5671 (2007).</li><li>Lyford, G. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=a+growth+factor+and+activity-regulated+gene,+encodes+a+novel+cytoskeleton-associated+protein+that+is+enriched+in+neuronal+dendrites.">a growth factor and activity-regulated gene, encodes a novel cytoskeleton-associated protein that is enriched in neuronal dendrites.</a> Neuron. 14 (2), 433-445 (1995).</li><li>Link, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Somatodendritic+expression+of+an+immediate+early+gene+is+regulated+by+synaptic+activity.">Somatodendritic expression of an immediate early gene is regulated by synaptic activity.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92 (12), 5734-5738 (1995).</li><li>Shepherd, J. D., Bear, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+views+of+Arc,+a+master+regulator+of+synaptic+plasticity.">New views of Arc, a master regulator of synaptic plasticity.</a> Nature neuroscience. 14 (3), 279-284 (2011).</li><li>Fu, M., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience-dependent+structural+plasticity+in+the+cortex.">Experience-dependent structural plasticity in the cortex.</a> Trends in Neurosciences. 34 (4), 177-187 (2011).</li><li>Holtmaat, A., et al. <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> Nature. 4 (8), 1128-1144 (2009).</li><li>Wang, K. H., et al. <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+two-photon+imaging+reveals+a+role+of+arc+in+enhancing+orientation+specificity+in+visual+cortex.">In vivo two-photon imaging reveals a role of arc in enhancing orientation specificity in visual cortex.</a> Cell. 126 (2), 389-402 (2006).</li><li>Mostany, R., 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=A+Craniotomy+Surgery+Procedure+for+Chronic+Brain+Imaging.">A Craniotomy Surgery Procedure for Chronic Brain Imaging.</a> J. Vis. Exp. (12), e680 (2008).</li><li>Dombeck, D. A., et al. <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.">Imaging Large-Scale Neural Activity with Cellular Resolution in Awake.</a> Mobile Mice. Neuron. 56 (1), 43-57 (2007).</li><li>Zipfel, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Live+tissue+intrinsic+emission+microscopy+using+multiphoton-excited+native+fluorescence+and+second+harmonic+generation.">Live tissue intrinsic emission microscopy using multiphoton-excited native fluorescence and second harmonic generation.</a> PNAS. 100 (12), 7075-7080 (2003).</li><li>Eichhoff, G. <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+calcium+imaging+of+the+aging+and+diseased+brain.">In vivo calcium imaging of the aging and diseased brain.</a> Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 35, 99-106 (2008).</li><li>Klohs, J., Rudin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unveiling+molecular+events+in+the+brain+by+noninvasive+imaging.+The+Neuroscientist:+a+review+journal+bringing+neurobiology.">Unveiling molecular events in the brain by noninvasive imaging. The Neuroscientist: a review journal bringing neurobiology.</a> neurology and psychiatry. 17 (5), 539-559 (2011).</li><li>Chen, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+chamber+and+artificial+dura+method+for+long-term+optical+imaging+in+the+monkey.">A chamber and artificial dura method for long-term optical imaging in the monkey.</a> Journal of neuroscience. 113 (1), 41-419 (2002).</li><li>Kleinfeld, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluctuations+and+stimulus-induced+changes+in+blood+flow+observed+in+individual+capillaries+in+layers+2+through+4+of+rat+neocortex.">Fluctuations and stimulus-induced changes in blood flow observed in individual capillaries in layers 2 through 4 of rat neocortex.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (26), 15741-15746 (1998).</li><li>Barretto, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-lapse+imaging+of+disease+progression+in+deep+brain+areas+using+fluorescence+microendoscopy.">Time-lapse imaging of disease progression in deep brain areas using fluorescence microendoscopy.</a> Nature medicine. 17 (2), 223-228 (2011).</li><li>Stosiek, C., et al. <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+two-photon+calcium+imaging+of+neuronal+networks.">In vivo two-photon calcium imaging of neuronal networks.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100 (12), 7319-7324 (2003).</li><li>Tian, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+neural+activity+in+worms,+flies+and+mice+with+improved+GCaMP+calcium+indicators.">Imaging neural activity in worms, flies and mice with improved GCaMP calcium indicators.</a> Nat. Methods. 6 (12), 875-881 (2009).</li></ol>

وطريقة التصوير في الجسم الحي وصفها هنا يمكن فحص المتكرر للقوس التغييرات التعبير الجيني في الخلايا العصبية مجموعات نفس خلال الأيام متعددة في الحيوانات الحية. انها وسيلة فعالة ومرنة للحصول على معلومات حول الديناميات اللدونة العصبية الجزيئية ذات الصلة في الخلاي?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم معدات </td><td> شركة </td><td> كتالوج رقم </td><td> التعليقات (اختياري) </td></tr><tr><td> FV1000 المسح بالليزر متعددة الفوتون المجهر </td><td> OLYMPUS </td><td> FV1000MPE </td><td> التصوير </td></tr><tr><td> تشريح المجهر </td><td> Omano </td><td> 555V107 </td><td> جراحة </td></tr><tr><td> Stereotaxis مرحلة عملية جراحية لالفئران </td><td> جهاز هارفارد </td><td> 726335 </td><td> جراحة </td></tr><tr><td> 20X 25X الهدف أو الغمر بالماء </td><td> OLYMPUS </td><td> XLPL25XWMP </td><td> التصوير </td></tr><tr><td> مرحلة المجهر مع وجها لتثبيت الإطار </td><td> والعرف </td><td> N / A </td><td> التصوير </td></tr><tr><td> غرامة ملقط </td><td> أدوات العلوم الجميلة </td><td> 11251-20 </td><td> جراحة </td></tr><tr><td> حفر الأسنان لدغ </td><td> أدوات العلوم الجميلة </td><td> 19007-05 </td><td> جراحة </td></tr><tr><td> CCD كاميرا </td><td> QImaging </td><td> QICAM 12-بت </td><td> التصوير </td></tr></tbody></table>

in vivo two-photon imaging of experience-dependent molecular changes in cortical neurons

قدرة الدماغ على تغيير استجابة لتجربة أمر ضروري لوظيفة الدماغ صحية، وتشوهات في هذه العملية تسهم في مجموعة متنوعة من 1،2 اضطرابات الدماغ. لفهم أفضل للآليات التي دوائر المخ تستجيب لتجربة الحيوان يتطلب القدرة على رصد التغيرات الجزيئية التي تعتمد على الخبرة في مجموعة معينة من الخلايا العصبية، على مدى فترة طويلة من الزمن، في الحيوانات الحية. بينما هو معروف الخبرة والنشاط العصبي لتحريك التغييرات المرتبطة التعبير الجيني في الخلايا العصبية 1،2، أكثر من الأساليب للكشف عن مثل هذه التغييرات لا تسمح المراقبة المتكررة من الخلايا العصبية نفسها خلال الأيام متعددة أو لم يكن لديك ما يكفي من القرار لمراقبة الخلايا العصبية الفردية 3 ، 4. هنا، نحن تصف طريقة يجمع بين الجسم الحي في اثنين من الفوتون المجهري مع مراسل الفلورسنت المشفرة وراثيا لتتبع التغيرات التي تعتمد على تجربة التعبير الجيني في الخلايا العصبية القشرية الفردية على<html> بالطبع من يوم إلى يوم التجربة. واحد من الجينات التي تعتمد على تجربة راسخة هي نشاط التنظيم البروتين يرتبط بها من هيكل الخلية (قوس) 5،6. نسخ من قوس هو بسرعة والتي يسببها النشاط المكثف للغاية من قبل الخلايا العصبية 3، والبروتين الناتج ينظم الإلتقام مستقبلات الغلوتامات من وطويلة الأجل اللدونة متشابك 7. وقد تم التعبير عن قوس تستخدم على نطاق واسع كعلامة الجزيئية لرسم خريطة الدوائر العصبية المشاركة في سلوكيات معينة 3. في معظم تلك الدراسات، تم الكشف عن قوس التعبير في الموقع التهجين أو المناعية في المخ أقسام ثابتة. على الرغم من كشف هذه الأساليب التي تم ترجمة تعبير عن قوس إلى مجموعة فرعية من الخلايا العصبية مثير بعد تجربة السلوكية، وكيف تم التحقيق في أنماط لا الخلوية التعبير القوس قد تتغير مع نوبات متعددة من التجارب المتكررة أو مميزة خلال الأيام. ntent &quot;&gt; في الجسم الحي ثنائي الفوتون المجهري يوفر وسيلة قوية لدراسة تجربة تعتمد على التغيرات الخلوية في الدماغ المعيشة 8،9. لتمكين الفحص التعبير قوس في الخلايا العصبية الحية من قبل اثنين من الفوتون المجهري، ونحن ولدت في السابق للخبط في خط الماوس التي يتم وضعها مراسل GFP تحت سيطرة المروج قوس الذاتية 10. هذا البروتوكول يصف الاستعدادات والإجراءات الجراحية التصوير لتتبع التجربة التي تعتمد على أنماط التعبير GFP في قوس الفرق العصبية في الحيوانات الحية. في هذه الطريقة ، تم زرع Windows أولا الجمجمة المزمنة في قوس GFP الفئران فوق المناطق القشرية في المصالح. تم تصويرها ثم تلك الحيوانات مرارا وتكرارا من قبل اثنين من الفوتون المجهري بعد نماذج السلوك المطلوب على مدى عدة أيام، وهذا الأسلوب قد تكون قابلة للتطبيق عموما للحيوانات تحمل للصحفيين الفلورسنت الأخرى من الخبرة التي تعتمد على التغيرات الجزيئية 4.

<html> يصف هذا البروتوكول طريقة لتتبع التجربة التي تعتمد على التغيرات الجزيئية في الخلايا العصبية القشرية الفردية في الحيوانات الحية. وإنشاء أول نافذة المزمنة الجمجمة على منطقة القشرية ذات الأهمية في ماوس يحمل مراسل الفلورسنت في التعبير الجيني. ويمكن بعد ذلك اثنين من ?...

Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons at JoVE.com

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

تجربة تعتمد على التغيرات الجزيئية في الخلايا العصبية ضرورية لقدرة الدماغ على التكيف استجابة للتحديات السلوكية. على<em&gt; في الجسم الحي</emيوصف&gt; ثنائي الفوتون التصوير هنا طريقة التي تسمح للتتبع مثل هذه التغيرات الجزيئية في الخلايا العصبية القشرية الفردية من خلال ترميز للصحفيين وراثيا.

في الجسم الحي ثنائي الفوتون التصوير من الخبرة التي تعتمد على التغيرات الجزيئية في الخلايا العصبية القشرية

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

تقنية نافذة رقيقة الجمجمة لالمزمنة ثنائي الفوتون في الجسم الحي التصوير من الخلايا الدبقية الصغيرة في الفئران نماذج من Neuroinflammation

Traditionally in neuroscience, in vivo two photon imaging of the murine central nervous system has either involved the use of open-skull1,2 or ...

In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy

In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy

في التصوير المجراة من الحبل الشوكي عن طريق الماوس ثنائي الفوتون المجهري

In vivo imaging using two-photon microscopy 1 in mice that have been genetically engineered to express fluorescent proteins in specific cell types 2-3 has ...

In Vivo Two-Photon Microscopy of Single Nerve Endings in Skin

In Vivo Two-Photon Microscopy of Single Nerve Endings in Skin

في فيفو الميكروسكوب ثنائي الفوتون من النهايات العصبية في الجلد واحدة

Nerve endings in skin are involved in physiological processes such as sensing1 as well as in pathological processes such as neuropathic pain2. Their ...

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

ثنائي الفوتون<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; التصوير من العمود الفقري شجيري في اللحاء باستخدام الماوس الجمجمة ضعفت إعداد

In the mammalian cortex, neurons form extremely complicated networks and exchange information at synapses. Changes in synaptic strength, as well as ...

Two-photon Imaging of Cellular Dynamics in the Mouse Spinal Cord

التصوير ثنائي الفوتون الخلوية ديناميكية في الحبل الشوكي ماوس

Two-photon (2P) microscopy is utilized to reveal cellular dynamics and interactions deep within living, intact tissues. Here, we present a method for ...

Simultaneous Two-photon In Vivo Imaging of Synaptic Inputs and Postsynaptic Targets in the Mouse Retrosplenial Cortex

Simultaneous Two-photon In Vivo Imaging of Synaptic Inputs and Postsynaptic Targets in the Mouse Retrosplenial Cortex

في وقت واحد ثنائي الفوتون<em&gt; في فيفو</em&gt; تصوير متشابك المدخلات والأهداف بعد المشبكي في اللحاء ماوس خلف الطحال

This video shows the craniotomy procedure that allows chronic imaging of neurons in the mouse retrosplenial cortex (RSC) using in vivo two-photon ...

Quantification of Filamentous Actin (F-actin) Puncta in Rat Cortical Neurons

Quantification of Filamentous Actin F-actin Puncta in Rat Cortical Neurons

الكمي لشعيري أكتين (F-الأكتين) نقاط وفي الجرذ العصبونات القشرية

Filamentous actin protein (F-actin) plays a major role in spinogenesis, synaptic plasticity, and synaptic stability. Changes in dendritic F-actin rich ...

Two-photon Calcium Imaging in Neuronal Dendrites in Brain Slices

تصوير الكالسيوم اثنين-فوتون في Dendrites العصبية في الدماغ شرائح

Calcium (Ca2+) imaging is a powerful tool to investigate the spatiotemporal dynamics of intracellular Ca2+ signals in neuronal dendrites. Ca2+ ...

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

في فيفو اثنين-فوتون تصوير الخلايا العصبية القشرية في الفئران حديثي الولادة

Two-photon imaging is a powerful tool for the in vivo analysis of neuronal circuits in the mammalian brain. However, a limited number of in vivo imaging ...

Transpupillary Two-Photon In Vivo Imaging of the Mouse Retina

تصوير الفوتون عبر الحدقة في الجسم الحي لشبكية العين الفأرية

The retina transforms light signals from the environment into electrical signals that are propagated to the brain. Diseases of the retina are prevalent ...