Name: analyzing dendritic morphology in columns and layers
Uploaded: 2017-03-23T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analyzing Dendritic Morphology in Columns and Layers at JoVE.com

Detta arbete stöddes av Intramural forskningsprogram National Institutes of Health, Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (bidrag HD008913 till C.-HL) och Centrum för informationsteknik (PGM, NP, ESM och MM).

Obs: Protokollet innehåller tre delar: dual-view imaging (avsnitt 1 - 3), dendritiska spårning och registrering (avsnitt 4 - 6), och dendritiska analys (avsnitt 7 - 9) (Figur 1). Koderna och exempelfiler finns i Tabell över Materials / utrustning. 1. dubbla bildtagning OBS: Detta steg är utformad för att förvärva två bild staplar av neuron av intresse i två ortogonala (horisontella och frontala) riktlinjer. <ol><li> F?...

<ol>
	<li>Kaas, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topographic+maps+are+fundamental+to+sensory+processing.">Topographic maps are fundamental to sensory processing.</a> Brain Res Bull. 44 (2), 107-112 (1997).</li><li>Sanes, J. R., Zipursky, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+principles+of+insect+and+vertebrate+visual+systems.">Design principles of insect and vertebrate visual systems.</a> Neuron. 66 (1), 15-36 (2010).</li><li>Huberman, A. D., Clandinin, T. R., Baier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+and+cellular+mechanisms+of+lamina-specific+axon+targeting.">Molecular and cellular mechanisms of lamina-specific axon targeting.</a> CSH Perspect Biol. 2 (3), a001743 (2010).</li><li>Clandinin, T. R., Feldheim, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Making+a+visual+map:+mechanisms+and+molecules.">Making a visual map: mechanisms and molecules.</a> Curr Opin Neurobiol. 19 (2), 174-180 (2009).</li><li>Luo, J., McQueen, P. G., Shi, B., Lee, C. H., Ting, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wiring+dendrites+in+layers+and+columns.">Wiring dendrites in layers and columns.</a> J Neurogenet. 30 (2), 69-79 (2016).</li><li>Meinertzhagen, I. A., Hanson, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The development of the optic lobe. In The Development of Drosophila melanogaster. , 1363-1491 (1993).</li><li>Takemura, S. Y., 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+visual+motion+detection+circuit+suggested+by+Drosophila+connectomics.">A visual motion detection circuit suggested by Drosophila connectomics.</a> Nature. 500 (7461), 175-181 (2013).</li><li>Takemura, S. Y., 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=Synaptic+circuits+and+their+variations+within+different+columns+in+the+visual+system+of+Drosophila.">Synaptic circuits and their variations within different columns in the visual system of Drosophila.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (44), 13711-13716 (2015).</li><li>Gao, S., 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=The+neural+substrate+of+spectral+preference+in+Drosophila.">The neural substrate of spectral preference in Drosophila.</a> Neuron. 60 (2), 328-342 (2008).</li><li>Karuppudurai, T., 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+hard-wired+glutamatergic+circuit+pools+and+relays+UV+signals+to+mediate+spectral+preference+in+Drosophila.">A hard-wired glutamatergic circuit pools and relays UV signals to mediate spectral preference in Drosophila.</a> Neuron. 81 (3), 603-615 (2014).</li><li>Strother, J. A., Nern, A., Reiser, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+observation+of+ON+and+OFF+pathways+in+the+Drosophila+visual+system.">Direct observation of ON and OFF pathways in the Drosophila visual system.</a> Curr Biol. 24 (9), 976-983 (2014).</li><li>Ting, C. Y., 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=Photoreceptor-derived+activin+promotes+dendritic+termination+and+restricts+the+receptive+fields+of+first-order+interneurons+in+Drosophila.">Photoreceptor-derived activin promotes dendritic termination and restricts the receptive fields of first-order interneurons in Drosophila.</a> Neuron. 81 (4), 830-846 (2014).</li><li>Ting, C. Y., 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=Tiling+of+R7+axons+in+the+Drosophila+visual+system+is+mediated+both+by+transduction+of+an+activin+signal+to+the+nucleus+and+by+mutual+repulsion.">Tiling of R7 axons in the Drosophila visual system is mediated both by transduction of an activin signal to the nucleus and by mutual repulsion.</a> Neuron. 56 (5), 793-806 (2007).</li><li>Peng, H., Ruan, Z., Long, F., Simpson, J. H., Myers, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=V3D+enables+real-time+3D+visualization+and+quantitative+analysis+of+large-scale+biological+image+data+sets.">V3D enables real-time 3D visualization and quantitative analysis of large-scale biological image data sets.</a> Nat Biotechnol. 28 (4), 348-353 (2010).</li><li>Takemura, S. Y., Lu, Z., Meinertzhagen, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+circuits+of+the+Drosophila+optic+lobe:+the+input+terminals+to+the+medulla.">Synaptic circuits of the Drosophila optic lobe: the input terminals to the medulla.</a> J Comp Neurol. 509 (5), 493-513 (2008).</li><li>Takemura, S. Y., 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=Cholinergic+circuits+integrate+neighboring+visual+signals+in+a+Drosophila+motion+detection+pathway.">Cholinergic circuits integrate neighboring visual signals in a Drosophila motion detection pathway.</a> Curr Biol. 21 (24), 2077-2084 (2011).</li><li>Keller, P. J., Schmidt, A. D., Wittbrodt, J., Stelzer, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstruction+of+zebrafish+early+embryonic+development+by+scanned+light+sheet+microscopy.">Reconstruction of zebrafish early embryonic development by scanned light sheet microscopy.</a> Science. 322 (5904), 1065-1069 (2008).</li><li>Wu, Y., 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=Spatially+isotropic+four-dimensional+imaging+with+dual-view+plane+illumination+microscopy.">Spatially isotropic four-dimensional imaging with dual-view plane illumination microscopy.</a> Nat Biotechnol. 31 (11), 1032-1038 (2013).</li><li>Popko, J., Fernandes, A., Brites, D., Lanier, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+analysis+of+NeuronJ+tracing+data.">Automated analysis of NeuronJ tracing data.</a> Cytometry A. 75 (4), 371-376 (2009).</li><li>Meijering, E., 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=Design+and+validation+of+a+tool+for+neurite+tracing+and+analysis+in+fluorescence+microscopy+images.">Design and validation of a tool for neurite tracing and analysis in fluorescence microscopy images.</a> Cytometry A. 58 (2), 167-176 (2004).</li><li>Pool, M., Thiemann, J., Bar-Or, A., Fournier, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NeuriteTracer:+a+novel+ImageJ+plugin+for+automated+quantification+of+neurite+outgrowth.">NeuriteTracer: a novel ImageJ plugin for automated quantification of neurite outgrowth.</a> J Neurosci Methods. 168 (1), 134-139 (2008).</li><li>Scorcioni, R., Polavaram, S., Ascoli, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=L-Measure:+a+web-accessible+tool+for+the+analysis,+comparison+and+search+of+digital+reconstructions+of+neuronal+morphologies.">L-Measure: a web-accessible tool for the analysis, comparison and search of digital reconstructions of neuronal morphologies.</a> Nat Protoc. 3 (5), 866-876 (2008).</li><li>Kaplan, E. L., Meier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonparametric+Estimation+from+Incomplete+Observations.">Nonparametric Estimation from Incomplete Observations.</a> JASA. 53, 457-481 (1958).</li></ol>

Här visar vi hur bilden och analysera dendritiska hållare av Drosophila medulla nervceller. Den första delen, dual-view avbildning beskriver deconvolution och kombinationen av två bildstaplar i en högupplöst bildstapel. Den andra delen, dendrit spårning och registrering, beskriver spårning och registrering av dendriter av medulla nervceller till referens kolumnen array. Den tredje delen, dendritiska analys, beskriver användningen av anpassade skript för att analysera dendritiska mönster. Tillsammans ...

Under utveckling, neuroner arbetade Dendrites i komplexa men stereotypa grenade mönster bildar synapser med sina presynaptiska partner. Dendritiska förgrening mönster korrelerar med neuronal identitet och funktioner. Platserna för dendritiska hållare avgöra vilken typ av presynaptiska ingångar de får, medan dendritiska förgrening komplexitet och fältstorlek styr ingångsnummer. Således, dendritiska morfologiska egenskaper har en avgörande betydelse för synaptiska uppkoppling och neuronal beräkning. I många regioner i komplexa hjärnor, såsom fly optiska loberna och ryggradsdjur näthinnan, är synaptiska kretsar organiserade i kolumner och lager för att underlätta informationsbehandling 1, 2. I en sådan kolonn och skikt organisation, till presynaptiska neuroner på en avgränsad modalitet projekt axoner slutar vid ett visst lager (s k skiktet specifik inriktning) och bilda en ordnad två-dimensionell array (så called topografisk karta), medan postsynaptiska neuroner sträcker dendriter av lämplig storlek i särskilda lager för att få presynaptiska ingångar rätt typer och siffror. Medan axonal inriktning på lager och kolumner har studerats 3, 4, är mycket mindre känt om hur dendriter dirigeras till specifika skikt och expandera lämplig storlek receptiva fält för att bilda synaptiska kontakter med rätt presynaptiska partner 5. Svårigheten att avbildning och kvantifiering av dendritiska inriktning på lager och kolumner har hindrat studiet av dendritiska utveckling i kolonn och laminerade hjärnstrukturer. Drosophila medulla nervceller är en idealisk modell för att studera dendritiska routing och kretsenheten i kolumnerna och lager. Flugan förlängda neuropil är organiserat som en 3D-gitter av 10 lager och cirka 750 kolumner. Varje kolumn innerveras av en uppsättning av afferenter, inklusive photoreceptors R7 / R8 och lamina neuroner L1 - L5, vars axonal terminaler bildar topografiska kartor i ett lager-specifikt sätt 6. Cirka 38 typer av medulla neuroner förekommer i varje förlängda kolonn och genomarbetade dendriter i specifika skikt och med lämplig storlek fält att ta emot insignaler från dessa afferenter 7. De synaptiska kretsar i märgen har rekonstruerats på elektronmikroskopnivå; sålunda är de synaptiska partnerskap väletablerat 7, 8. Vidare genetiska verktyg för märkning av olika typer av medulla nervceller är tillgängliga 9, 10, 11. Genom att undersöka tre typer av transmedulla (TM) neuroner (Tm2, TM9 och TM20), har vi tidigare identifierat två cell typspecifika dendritiska egenskaper: (i) Tm neuroner skjuter dendriter i antingen den främre eller bakre riktningen (plan projektion riktningen), beroende på de celltyper och (ii) dendriterna i medulla neuroner slutar i specifika medulla skikt i en cell-typ-specifikt sätt (skikt-specifik terminering) 12. Planprojektion riktning och lager specifika terminering är tillräckliga för att skilja mellan dessa tre typer av Tm neuroner, medan mutationer som stör Tm svar på lager och kolumn ledtrådar påverkar olika aspekter av dessa attribut. Här presenterar vi ett komplett arbetsflöde för att undersöka dendritiska mönstring av Drosophila medulla neuroner i kolumner och skikt (Figur 1). Först visar vi en dubbel-view avbildningsmetod, som använder anpassad programvara för att kombinera två konfokala bild stackar att generera isotropa bilder av hög kvalitet. Denna metod kräver endast konventionell konfokalmikroskopi att generera bilder med hög kvalitet som möjliggör tillförlitlig spårning av dendritiska grenar, utan att tillgripa superupplösning mikroskopi, en sådans STED (stimulerad emission Utarmning) eller strukturell belysning. För det andra presenterar vi en metod för att spåra dendritiska hållare och för att registrera de resulterande neurite spår till en referenskolonn array. För det tredje visar vi de datormetoder för att extrahera information om den plana projektionsriktningen och skiktet specifika uppsägning av dendriter, samt för att härleda skattningar för dendritiska förgrening och termineringsfrekvenser. Tillsammans utgör dessa metoder gör det möjligt att karakterisera dendritiska mönster i 3D, klassificeringen av celltyper baserade på dendritiska morfologier, och att identifiera potentiella brister i mutanter.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1632">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:464px;">Software</td>
			<td style="width:301px;"></td>
			<td style="width:227px;"></td>
			<td style="width:640px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Huygens Professional&#160;</td>
			<td>Scientific Volume Imaging</td>
			<td>version 16.05</td>
			<td>for image deconvolution (https://svi.nl).&#160; commercial software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MIPAV</td>
			<td></td>
			<td>version 7.3.0</td>
			<td>for image recombination and registration (http://mipav.cit.nih.gov/.).&#160; freeware</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MIPAV plugin: PlugInDrosophilaRetinalRegistration.class</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>freeware</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MIPAV plugin: PlugInDrosophilaStandardColumnRegistration.class</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>freeware</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Imaris</td>
			<td>Bitplane</td>
			<td></td>
			<td>for tracing neurites and assigning reference points for image registration (http://www.bitplane.com). commercial software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vaa3D</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>for visualizing swc files (https://github.com/Vaa3D/release/releases/).&#160; freeware</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Matlab</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td>R2014b</td>
			<td>for morphometric analysis of dendrites (http://www.mathworks.com).&#160; commercial software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Matlab toolbox: TREES1.14</td>
			<td></td>
			<td>v1.14</td>
			<td>for analyzing dendritic morphometric parameters (http://www.treestoolbox.org/download.html).&#160; freeware</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Matlab toolbox: Dendritic_Tree_Toolbox</td>
			<td></td>
			<td>v1.0</td>
			<td>for calculating morphometric parameters (https://science.nichd.nih.gov/confluence/display/snc/Data+collections+for+imagines+combination+and+standardize+column+registration). Freeware</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sample files</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SWC file definition</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>http://www.neuronland.org/NLMorphologyConverter/MorphologyFormats/SWC/Spec.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">The codes and sample files for image combination and registration</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>https://science.nichd.nih.gov/confluence/display/snc/Data+collections+for+imagines+combination+and+standardize+column+registration</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Reference point example&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>https://science.nichd.nih.gov/confluence/download/attachments/117216914/points.csv?version=1&#38;modificationDate=1471880596000&#38;api=v2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Computer system</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MS Windows Windows 7 x64 or Macintosh OS X 10.7 or later</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3GHz 64-bit quad-core processor, 16G RAM (minimal)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Optional: Quadro4000&#160; (or above) graphic card</td>
			<td>Nvidia</td>
			<td></td>
			<td>for stereographic visualization of dendrites.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Optional: NVIDIA 3D vision2</td>
			<td>Nvidia</td>
			<td></td>
			<td>http://www.nvidia.com/object/3d-vision-main.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Optional: 120 Hz LCD display for NVIDIA 3D vision2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>http://www.nvidia.com/object/3d-vision-system-requirements.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Reagents for imaging</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">24B10 antibody</td>
			<td>The Developmental Studies Hybridoma Bank</td>
			<td>24B10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">GFP Tag Antibody</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>G10362</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Goat anti-Rabbit (H+L), Alexa Fluor 488</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>A11034</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Goat anti-Mouse (H+L), Alexa Fluor 568</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>A21124</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">VECTASHIELD Antifade Mounting Medium</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>H-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mounting&#160;Clay&#160;</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S04179</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">70% glycerol in 1X PBS</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cover glasses, high performance, D=0.17mm</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>474030-9000-000</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analyzing dendritic morphology in columns and layers

I många regioner i det centrala nervsystemet, såsom fly optiska loberna och ryggradsdjur cortex är synaptiska kretsar anordnas i skikt och kolumner för att underlätta hjärnans ledningar under utveckling och informationsbehandling i utvecklade djur. Postsynaptiska neuroner arbetade Dendrites i typspecifika mönster i särskilda lager för att synaps med lämpliga presynaptiska terminaler. Flugan förlängda neuropil består av 10 lager och cirka 750 kolumner; varje kolumn innerveras av dendriter på över 38 olika typer av medulla neuroner, som matchar med axonal terminaler cirka 7 typer av afferenter i en typ-specifikt sätt. Denna rapport redovisar de förfaranden som bild och analysera dendriter av medulla nervceller. Arbetsflödet innehåller tre delar: (i) bildsektionen dual-view kombinerar två konfokala bildstaplar som samlats på ortogonala orienteringar i en hög upplösning 3D-bild av dendriter; (Ii) Dendrite spåra och registrering avsnitt spår dendritiskahållare i 3D och registrerar dendritiska spår till referens kolumnen array; (Iii) den dendritiska analys avsnitt analyseras dendritiska mönster med avseende på kolumner och skikt, inklusive lager specifika terminering och planprojektionsriktningen av dendritiska hållare, och härleder uppskattningar av dendritiska förgrening och termineringsfrekvenser. Protokollen utnyttjar anpassade plugins som bygger på öppen källkod MIPAV (Medical Imaging Processing, analys och visualisering) plattform och anpassade verktygslådor i matrisen laboratorie språk. Tillsammans dessa protokoll ger en komplett arbetsflöde för att analysera den dendritiska dirigering av Drosophila medulla neuroner i skikt och kolumner för att identifiera celltyper, och för att bestämma defekter i mutanter.

Under användning av förfarandet med dubbla view avbildning som presenteras här, var en fluga hjärnan innehållande glest märkta TM20 neuroner avbildas i två ortogonala riktningar. Före avbildning, var hjärnan färgas med lämpliga primära och sekundära antikroppar för att visualisera membran bundna GFP och fotoreceptor axoner. För avbildning, var hjärnan först monterad i horisontell orientering (figur 2A, B). En GFP-märkt TM20 neuron och de omgivande fotor...

Watch this Scientific Journal Video about Analyzing Dendritic Morphology in Columns and Layers at JoVE.com

Analyzing Dendritic Morphology in Columns and Layers

Här visar vi hur man analyserar dendritiska dirigering av Drosophila medulla neuroner i kolumner och skikt. Arbetsflödet innehåller en dubbel-view bildteknik för att förbättra bildkvaliteten och beräkningsverktyg för att spåra, registrera dendritiska hållare till referens kolumnen array och för att analysera de dendritiska strukturer i 3D-rymden.

Analysera Dendritic morfologi i kolumner och lager

In many regions of the central nervous systems, such as the fly optic lobes and the vertebrate cortex, synaptic circuits are organized in layers and ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Automated Sholl Analysis of Digitized Neuronal Morphology at Multiple Scales

Automatiserad Sholl Analys av digitaliserade Neuronal Morfologi på flera skalor

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3.  Specifically, it affects the ability of neurons to ...

Analysis of Dendritic Spine Morphology in Cultured CNS Neurons

Analys av Dendritiska Spine Morfologi i odlade CNS Neuroner

Dendritic spines are the sites of the majority of excitatory connections within the brain, and form the post-synaptic 
compartment of synapses. These ...

Inducing Dendritic Growth in Cultured Sympathetic Neurons

Induktion Dendritic Tillväxten i Odlade sympatiska nervceller

The shape of the dendritic arbor determines the total synaptic input a neuron can receive 1-3, and influences the types and distribution of these inputs ...

The Analysis of Purkinje Cell Dendritic Morphology in Organotypic Slice Cultures

Analysen av Purkinje Cell Dendritic Morfologi i Organotypiska slice kulturer

Purkinje cells are an attractive model system for studying dendritic development, because they have an impressive dendritic tree which is strictly ...

Visualizing the Effects of a Positive Early Experience, Tactile Stimulation, on Dendritic Morphology and Synaptic Connectivity with Golgi-Cox Staining

Visualisering av effekterna av en positiv tidig erfarenhet, Taktil Stimulering, på Dendritiska morfologi och Synaptic Connectivity med Golgi-Cox färgning

To generate longer-term changes in behavior, experiences must be producing stable changes in neuronal morphology and synaptic connectivity. Tactile ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

Snabb Micro-iontophoresis av glutamat och GABA: Ett användbart verktyg för att undersöka Synaptic Integration

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Genetic Manipulation av Cerebellar granulneuroner<em&gt; In Vitro</em&gt; Och<em&gt; In Vivo</em&gt; Att studera neuronal morfologi och migration

Developmental events in the brain including neuronal morphogenesis and migration are highly orchestrated processes. In vitro and in vivo analyses allow ...

The Indirect Neuron-astrocyte Coculture Assay: An In Vitro Set-up for the Detailed Investigation of Neuron-glia Interactions

The Indirect Neuron-astrocyte Coculture Assay: An In Vitro Set-up for the Detailed Investigation of Neuron-glia Interactions

De indirekta Neuron-astrocyternas Coculture analys: En<em&gt; In Vitro</em&gt; Set-up för detaljerad undersökning av Neuron-Glia interaktioner

Proper neuronal development and function is the prerequisite of the developing and the adult brain. However, the mechanisms underlying the highly ...

Quantitative Analysis of Neuronal Dendritic Arborization Complexity in Drosophila

Quantitative Analysis of Neuronal Dendritic Arborization Complexity in Drosophila

Kvantitativ analys av neuronala dendritiska Arborization komplexitet i Drosophila

Dendrites are the branched projections of a neuron, and dendritic morphology reflects synaptic organization during the development of the nervous system. ...

Visualizing and Analyzing Intracellular Transport of Organelles and Other Cargos in Astrocytes

Visualisera och analysera intracellulär transport av organeller och andra laster i astrocyter

Astrocytes are among the most abundant cell types in the adult brain, where they play key roles in a multiplicity of functions. As a central player in ...