Name: successful in vivo calcium imaging with a head-mount miniaturized microscope in the amygdala of freely behaving mouse
Uploaded: 2020-08-26T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Successful In vivo Calcium Imaging with a Head-Mount Miniaturized Microscope in the Amygdala of Freely Behaving Mouse at JoVE.com

Dette arbeidet ble støttet av tilskudd fra Samsung Science and Technology Foundation (Prosjektnummer SSTF-BA1801-10).

Alle prosedyrer ble godkjent av Dyreetikkkomiteen ved Korea Advanced Institute of Science and Technology. Alle forsøk ble utført i samsvar med retningslinjene for institusjonell dyrepleie- og brukskomité.
MERK: Denne protokollen består av seks hovedtrinn: virusinjeksjonskirurgi, GRIN-linseimplantatkirurgi, validering av GRIN-objektivimplantasjon, baseplatevedlegg, optisk opptak av GCaMP-signal under en atferdstest og databehandling (figur 1A). Med unntak av ki...

<ol>
	<li>Gonzalez, W. G., Zhang, H., Harutyunyan, A., Lois, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persistence+of+neuronal+representations+through+time+and+damage+in+the+hippocampus.">Persistence of neuronal representations through time and damage in the hippocampus.</a> Science. 365 (6455), 821-825 (2019).</li><li>Ghandour, K., 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=Orchestrated+ensemble+activities+constitute+a+hippocampal+memory+engram.">Orchestrated ensemble activities constitute a hippocampal memory engram.</a> Nature Communications. 10 (1), 2637 (2019).</li><li>Grundemann, J., 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=Amygdala+ensembles+encode+behavioral+states.">Amygdala ensembles encode behavioral states.</a> Science. 364 (6437), (2019).</li><li>Krabbe, 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=Adaptive+disinhibitory+gating+by+VIP+interneurons+permits+associative+learning.">Adaptive disinhibitory gating by VIP interneurons permits associative learning.</a> Nature Neuroscience. 22 (11), 1834-1843 (2019).</li><li>Betley, J. N., 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=Neurons+for+hunger+and+thirst+transmit+a+negative-valence+teaching+signal.">Neurons for hunger and thirst transmit a negative-valence teaching signal.</a> Nature. 521 (7551), 180-185 (2015).</li><li>Jennings, J. 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=Visualizing+hypothalamic+network+dynamics+for+appetitive+and+consummatory+behaviors.">Visualizing hypothalamic network dynamics for appetitive and consummatory behaviors.</a> Cell. 160 (3), 516-527 (2015).</li><li>LeDoux, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emotion+circuits+in+the+brain.">Emotion circuits in the brain.</a> Annual Review of Neuroscience. 23, 155-184 (2000).</li><li>Burgoyne, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+calcium+sensor+proteins:+generating+diversity+in+neuronal+Ca2++signalling.">Neuronal calcium sensor proteins: generating diversity in neuronal Ca2+ signalling.</a> Nature Reviews Neuroscience. 8 (3), 182-193 (2007).</li><li>Miyakawa, 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=Synaptically+activated+increases+in+Ca2++concentration+in+hippocampal+CA1+pyramidal+cells+are+primarily+due+to+voltage-gated+Ca2++channels.">Synaptically activated increases in Ca2+ concentration in hippocampal CA1 pyramidal cells are primarily due to voltage-gated Ca2+ channels.</a> Neuron. 9 (6), 1163-1173 (1992).</li><li>Denk, W., Yuste, R., Svoboda, K., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+calcium+dynamics+in+dendritic+spines.">Imaging calcium dynamics in dendritic spines.</a> Current Opinion in Neurobiology. 6 (3), 372-378 (1996).</li><li>Mank, 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+genetically+encoded+calcium+indicator+for+chronic+in+vivo+two-photon+imaging.">A genetically encoded calcium indicator for chronic in vivo two-photon imaging.</a> Nature Methods. 5 (9), 805-811 (2008).</li><li>Akerboom, J., 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=Genetically+encoded+calcium+indicators+for+multi-color+neural+activity+imaging+and+combination+with+optogenetics.">Genetically encoded calcium indicators for multi-color neural activity imaging and combination with optogenetics.</a> Frontiers in Molecular Neuroscience. 6, 2 (2013).</li><li>Nakai, J., Ohkura, M., Imoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high+signal-to-noise+Ca(2+)+probe+composed+of+a+single+green+fluorescent+protein.">A high signal-to-noise Ca(2+) probe composed of a single green fluorescent protein.</a> Nature Biotechnology. 19 (2), 137-141 (2001).</li><li>Akerboom, J., 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=Optimization+of+a+GCaMP+calcium+indicator+for+neural+activity+imaging.">Optimization of a GCaMP calcium indicator for neural activity imaging.</a> Journal of Neuroscience. 32 (40), 13819-13840 (2012).</li><li>Chen, T. 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=Ultrasensitive+fluorescent+proteins+for+imaging+neuronal+activity.">Ultrasensitive fluorescent proteins for imaging neuronal activity.</a> Nature. 499 (7458), 295-300 (2013).</li><li>Dana, 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=High-performance+calcium+sensors+for+imaging+activity+in+neuronal+populations+and+microcompartments.">High-performance calcium sensors for imaging activity in neuronal populations and microcompartments.</a> Nature Methods. 16 (7), 649-657 (2019).</li><li>Zariwala, H. 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=A+Cre-dependent+GCaMP3+reporter+mouse+for+neuronal+imaging+in+vivo.">A Cre-dependent GCaMP3 reporter mouse for neuronal imaging in vivo.</a> Journal of Neuroscience. 32 (9), 3131-3141 (2012).</li><li>Mittmann, 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=Two-photon+calcium+imaging+of+evoked+activity+from+L5+somatosensory+neurons+in+vivo.">Two-photon calcium imaging of evoked activity from L5 somatosensory neurons in vivo.</a> Nature Neuroscience. 14 (8), 1089-1093 (2011).</li><li>Huber, 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=Multiple+dynamic+representations+in+the+motor+cortex+during+sensorimotor+learning.">Multiple dynamic representations in the motor cortex during sensorimotor learning.</a> Nature. 484 (7395), 473-478 (2012).</li><li>Grewe, B. 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=Neural+ensemble+dynamics+underlying+a+long-term+associative+memory.">Neural ensemble dynamics underlying a long-term associative memory.</a> Nature. 543 (7647), 670-675 (2017).</li><li>Cai, D. J., 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+shared+neural+ensemble+links+distinct+contextual+memories+encoded+close+in+time.">A shared neural ensemble links distinct contextual memories encoded close in time.</a> Nature. 534 (7605), 115-118 (2016).</li><li>Lin, M. Z., Schnitzer, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+encoded+indicators+of+neuronal+activity.">Genetically encoded indicators of neuronal activity.</a> Nature Neuroscience. 19 (9), 1142-1153 (2016).</li><li>Zhang, 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=Miniscope+GRIN+Lens+System+for+Calcium+Imaging+of+Neuronal+Activity+from+Deep+Brain+Structures+in+Behaving+Animals.">Miniscope GRIN Lens System for Calcium Imaging of Neuronal Activity from Deep Brain Structures in Behaving Animals.</a> Current Protocols in Neuroscience. 86 (1), 56 (2019).</li><li>Jacob, A. 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=A+Compact+Head-Mounted+Endoscope+for+In+vivo+Calcium+Imaging+in+Freely+Behaving+Mice.">A Compact Head-Mounted Endoscope for In vivo Calcium Imaging in Freely Behaving Mice.</a> Current Protocols in Neuroscience. 84 (1), 51 (2018).</li><li>Ghosh, K. K., 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=Miniaturized+integration+of+a+fluorescence+microscope.">Miniaturized integration of a fluorescence microscope.</a> Nature Methods. 8 (10), 871-878 (2011).</li><li>Xiong, B., 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=Precise+Cerebral+Vascular+Atlas+in+Stereotaxic+Coordinates+of+Whole+Mouse+Brain.">Precise Cerebral Vascular Atlas in Stereotaxic Coordinates of Whole Mouse Brain.</a> Frontiers in Neuroanatomy. 11, 128 (2017).</li><li>Mukamel, E. A., Nimmerjahn, A., Schnitzer, M. J. <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+cellular+signals+from+large-scale+calcium+imaging+data.">Automated analysis of cellular signals from large-scale calcium imaging data.</a> Neuron. 63 (6), 747-760 (2009).</li><li>Millhouse, O. E., DeOlmos, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+configurations+in+lateral+and+basolateral+amygdala.">Neuronal configurations in lateral and basolateral amygdala.</a> Neuroscience. 10 (4), 1269-1300 (1983).</li><li>McDonald, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+organization+of+the+lateral+and+basolateral+amygdaloid+nuclei+in+the+rat.">Neuronal organization of the lateral and basolateral amygdaloid nuclei in the rat.</a> Journal of Comparative Neurology. 222 (4), 589-606 (1984).</li><li>McDonald, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurons+of+the+lateral+and+basolateral+amygdaloid+nuclei:+a+Golgi+study+in+the+rat.">Neurons of the lateral and basolateral amygdaloid nuclei: a Golgi study in the rat.</a> Journal of Comparative Neurology. 212 (3), 293-312 (1982).</li></ol>

Dyktige kirurgi teknikker er avgjørende for å oppnå vellykket in vivo optisk kalsiumavbildning med head-mount miniatyr mikroskopi i dypere hjerneregioner som amygdala som vi beskrev her. Derfor, selv om denne protokollen gir en retningslinje for optimaliserte kirurgiske prosesser av baseplate vedlegg og GRIN linse implantasjon, kan ytterligere optimaliseringsprosesser være nødvendig for kritiske trinn. Som nevnt i protokolldelen koordinerer amygdala i kirurgi, luftstrømhastighet i baseplatevedleggstrinn, bildeanska...

Kalsium er en allestedsnærværende andre budbringer, spiller en avgjørende rolle i nesten alle cellulærefunksjoner 8. I nevroner forårsaker virkningspotensial avfyring og synaptisk input rask endring av intracellulær fri [Ca2+]9,10. Derfor gir sporing av kalsiumtransienter en mulighet til å overvåke nevronal aktivitet. GECIer er kraftige verktøy som tillater overvåking [Ca2 +] i definerte cellepopulasjoner og intracellulærerom 11,12. Blant mange forskjellige typer proteinbasert kalsiumindikator er GCaMP, en Ca2 + sonde basert på et enkelt GFP-molekyl13,det mest optimaliserte og dermed mye brukte GECI. Gjennom flere runder med engineering, en rekke varianter av GCaMP har blitt utviklet12,14,15,16. Vi bruker en av de nylig utviklede GCaMPs, GCaMP7b, i denne protokollen16. GCaMP sensorer har i stor grad bidratt til studiet av nevrale kretsfunksjoner i en rekke modellorganismer som avbildning av Ca2 + transienter under utvikling17, in vivo imaging i et bestemt kortikalelag 18, måling av kretsdynamikk i motoroppgavelæring19 og avbildning av celleensembleaktivitet relatert til assosiativ fryktminne i hippocampus og amygdala20,21.
Optisk avbildning av GECIer har flere fordeler22. Genetisk koding gjør det mulig for GECIer å bli stabilt uttrykt i en langsiktig periode i en bestemt undergruppe av celler som er definert av genetisk profil eller spesifikke mønstre av anatomisk tilkobling. Optisk avbildning muliggjør in vivo kronisk samtidig overvåking av hundrevis til tusenvis av nevroner hos levende dyr. Noen optiske bildesystemer er utviklet for in vivo avbildning og analyse av GECIer i hjernen til fritt oppfører seg mus med hode-mount miniatyrisert fluorescensmikroskoper 21,23,24,25. Til tross for in vivo optisk bildeteknikk basert på GECIer, GRIN linse, og en head-mount miniatyr mikroskop som et kraftig verktøy for å studere koblingen mellom neural krets aktivitet og atferd, bruke denne teknologien til amygdala har vært vanskelig på grunn av flere tekniske problemer knyttet til målretting GRIN linsen til celler som uttrykker GECIer i amygdala uten å forårsake bevegelsesartefakter som sterkt redusere kvaliteten på bilde oppkjøp og finne celler uttrykker GECIer. Denne protokollen tar sikte på å gi en nyttig retningslinje for kirurgiske prosedyrer for baseplate vedlegg og GRIN linse implantasjon som er kritiske skritt for vellykket in vivo optisk kalsiumavbildning i amygdala. Selv om denne protokollen retter seg mot amygdala, gjelder de fleste prosedyrene som er beskrevet her, ofte for andre dypere hjerneregioner. Selv om denne protokollen er basert på et bestemt system (f.eks. Inscopix), kan det samme formålet enkelt oppnås med andre alternative systemer.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:666px;" width="665">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">26G needle</td>
			<td style="width:121px;">BD</td>
			<td align="right" style="width:161px;">302002</td>
			<td style="width:167px;">Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">AAV1-Syn-GCaMP7b-WPRE</td>
			<td style="width:121px;">Addgene</td>
			<td style="width:161px;">104493-AAV1</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:216px;">AAV2/1-CaMKii&#945;-GFP</td>
			<td style="width:121px;">custom made</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Acrylic-Dental cement (Ortho-jet Acrylic Pink)</td>
			<td style="width:121px;">Lang</td>
			<td style="width:161px;">1334-pink</td>
			<td>Surgery &#38; Baseplate Attachment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Air flow manipulator</td>
			<td style="width:121px;">Neurotar</td>
			<td style="width:161px;">NTR000253-04</td>
			<td>Baseplate Attachment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Amoxicillin</td>
			<td style="width:121px;">SIGMA</td>
			<td style="width:161px;">A8523-5G</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Baseplate</td>
			<td style="width:121px;">INSCOPIX</td>
			<td style="width:161px;">1050-002192</td>
			<td>Baseplate Attachment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Baseplate cover</td>
			<td style="width:121px;">INSCOPIX</td>
			<td style="width:161px;">1050-002193</td>
			<td>Baseplate Attachment</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Behavioral apparatus (chamber)</td>
			<td style="width:121px;">Coulbourn Instrument</td>
			<td style="width:161px;">Testcage</td>
			<td>Behavior test</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Behavioral apparatus (software)</td>
			<td style="width:121px;">Coulbourn Instrument</td>
			<td style="width:161px;">Freeze Frame</td>
			<td>Behavior test</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Carbon cage</td>
			<td style="width:121px;">Neurotar</td>
			<td style="width:161px;">180mm x 70mm</td>
			<td>Baseplate Attachment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Carprofen</td>
			<td style="width:121px;">SIGMA</td>
			<td style="width:161px;">PHR1452-1G</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Data processing software</td>
			<td style="width:121px;">INSCOPIX</td>
			<td style="width:161px;">INSCOPIX Data Processing Software</td>
			<td>Baseplate Attachment &#38; Behavior test</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dexamethasone</td>
			<td style="width:121px;">SIGMA</td>
			<td style="width:161px;">D1756-500MG</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Drill</td>
			<td style="width:121px;">Seyang</td>
			<td style="width:161px;">marathon-4</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Drill bur</td>
			<td style="width:121px;">ELA</td>
			<td style="width:161px;">US1/2, Shank104</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Glass needle</td>
			<td style="width:121px;">WPI</td>
			<td style="width:161px;">PG10165-4</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">GRIN lens (INSCOPIX Proview Lens Probe)</td>
			<td style="width:121px;">INSCOPIX</td>
			<td style="width:161px;">1050-002208</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Hamilton Syringe</td>
			<td style="width:121px;">Hamilton</td>
			<td align="right" style="width:161px;">84875</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Head plate</td>
			<td style="width:121px;">Neurotar</td>
			<td style="width:161px;">Model 5</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Hex-key</td>
			<td style="width:121px;">INSCOPIX</td>
			<td style="width:161px;">1050-004195</td>
			<td>Baseplate Attachment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laptop computer</td>
			<td style="width:121px;">Samsung</td>
			<td style="width:161px;">NT950XBV</td>
			<td>Surgery &#38; Baseplate Attachment</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Lens holder, Stereotaxic rod (INSCOPIX proview implant kit)</td>
			<td style="width:121px;">INSCOPIX</td>
			<td style="width:161px;">1050-004223</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Microscope gripper</td>
			<td style="width:121px;">INSCOPIX</td>
			<td style="width:161px;">1050-002199</td>
			<td>Baseplate Attachment</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Microscope, DAQ software, hardware</td>
			<td style="width:121px;">INSCOPIX</td>
			<td style="width:161px;">nVista 3.0</td>
			<td>Baseplate Attachment &#38; Behavior test</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Mobile homecage</td>
			<td style="width:121px;">Neurotar</td>
			<td style="width:161px;">MHC V5</td>
			<td>Baseplate Attachment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Moterized arm</td>
			<td style="width:121px;">Neurostar</td>
			<td style="width:161px;">Customized</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Moterized arm software</td>
			<td style="width:121px;">Neurostar</td>
			<td style="width:161px;">Customized</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">NI board</td>
			<td style="width:121px;">National instrument</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Behavior test</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Removable epoxy bond</td>
			<td style="width:121px;">WPI</td>
			<td style="width:161px;">Kwik-Cast</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Resin cement (Super-bond)</td>
			<td style="width:121px;">Sun medical</td>
			<td style="width:161px;">Super bond C&#38;B</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Skull screw</td>
			<td style="width:121px;">Stoelting</td>
			<td align="right" style="width:161px;">51457</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Stereotaxic electrode holder</td>
			<td style="width:121px;">ASI</td>
			<td style="width:161px;">EH-600</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Stereotaxic frame</td>
			<td style="width:121px;">Stoelting</td>
			<td align="right" style="width:161px;">51600</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Stereotaxic manipulator</td>
			<td style="width:121px;">Stoelting</td>
			<td align="right" style="width:161px;">51600</td>
			<td>Baseplate Attachment</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

successful in vivo calcium imaging with a head-mount miniaturized microscope in the amygdala of freely behaving mouse

In vivo sanntidsovervåking av nevronale aktiviteter hos fritt bevegelige dyr er en av viktige tilnærminger for å knytte nevronal aktivitet til atferd. For dette formålet har en in vivo imaging teknikk som oppdager kalsiumtransienter i nevroner ved hjelp av genetisk kodede kalsiumindikatorer (GECIer), et miniatyrisert fluorescensmikroskop og en gradient brytningsindeks (GRIN) linse blitt utviklet og vellykket brukt på mange hjernestrukturer1,2,3,4,5,6. Denne bildeteknikken er spesielt kraftig fordi den muliggjør kronisk samtidig avbildning av genetisk definerte cellepopulasjoner i en langsiktig periode opptil flere uker. Selv om det er nyttig, har denne bildeteknikken ikke lett blitt brukt på hjernestrukturer som finner dypt inne i hjernen som amygdala, en viktig hjernestruktur for emosjonell behandling og assosiativ fryktminne7. Det er flere faktorer som gjør det vanskelig å bruke bildeteknikken til amygdala. For eksempel forekommer bevegelsesartefakter vanligvis oftere under avbildningen utført i de dypere hjerneområdene fordi et hodemontert mikroskop implantert dypt i hjernen er relativt ustabil. Et annet problem er at sideartikkelen er plassert nær den implanterte GRIN-linsen, og bevegelsen under åndedrett kan forårsake svært uregelmessige bevegelsesartefakter som ikke lett kan korrigeres, noe som gjør det vanskelig å danne en stabil bildevisning. Videre, fordi celler i amygdala vanligvis er stille i hvile eller bedøvet tilstand, er det vanskelig å finne og fokusere målcellene som uttrykker GECI i amygdala under baseplating prosedyre for senere avbildning. Denne protokollen gir en nyttig retningslinje for hvordan du effektivt målretter celler som uttrykker GECI i amygdala med hodemontert miniatyrisert mikroskop for vellykket in vivo kalsiumavbildning i et så dypere hjerneområde. Det bemerkes at denne protokollen er basert på et bestemt system (f.eks. Inscopix), men ikke begrenset til den.

Validering av GRIN-objektivimplantasjon Før du kronisk fester bunnplaten til hjernen ved å sementere, må GRIN-objektivimplantasjonen valideres. Hos dyr med vellykket linseimplantasjon ble både GCaMP som uttrykte celler og blodkar tydelig observert innenfor et brennviddeområde bestemt av avstanden mellom objektiv linse av mikroskop og implantert GRIN-linse (figur 2A og B). I motsetning, hos dyr med off-target implantasjon, ble et kla...

Watch this Scientific Journal Video about Successful In vivo Calcium Imaging with a Head-Mount Miniaturized Microscope in the Amygdala of Freely Behaving Mouse at JoVE.com

Successful In vivo Calcium Imaging with a Head-Mount Miniaturized Microscope in the Amygdala of Freely Behaving Mouse

In vivo mikroskopisk kalsiumavbildning er et uvurderlig verktøy som muliggjør sanntidsovervåking av nevronale aktiviteter hos fritt oppfører seg dyr. Det har imidlertid vært vanskelig å bruke denne teknikken på amygdala. Denne protokollen tar sikte på å gi en nyttig retningslinje for vellykket målretting av amygdala celler med et miniatyrisert mikroskop hos mus.

Vellykket In vivo kalsiumavbildning med et hode-Mount Miniatyrisert mikroskop i Amygdala av fritt oppfører seg mus

In vivo real-time monitoring of neuronal activities in freely moving animals is one of key approaches to link neuronal activity to behavior. For this ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

In vivo Neuronal Kalsium Imaging i C. elegans

The nematode worm C. elegans is an ideal model organism  for relatively simple, low cost neuronal imaging in vivo. Its small transparent body and simple, ...

Ratiometric Calcium Imaging of Individual Neurons in Behaving Caenorhabditis Elegans

Ratiometric Calcium Imaging of Individual Neurons in Behaving Caenorhabditis Elegans

Ratiometric kalsium avbilding av individuelle Neurons i oppfører seg Caenorhabditis Elegans

It has become increasingly clear that neural circuit activity in behaving animals differs substantially from that seen in anesthetized or immobilized ...

Long-term Sensory Conflict in Freely Behaving Mice

Langsiktig sensoriske konflikt i fritt oppfører seg mus

Long-term sensory conflict protocols are a valuable means of studying motor learning. The presented protocol produces a persistent sensory conflict for ...

Transpupillary Two-Photon In Vivo Imaging of the Mouse Retina

Transpupillary To-foton In vivo Avbildning av musens netthinne

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

In vivo Calcium Imaging of Mouse Geniculate Ganglion Neuron Responses to Taste Stimuli

In vivo kalsiumavbildning av mus Geniculate Ganglion Neuron Responser på smak stimuli

Within the last ten years, advances in genetically encoded calcium indicators (GECIs) have promoted a revolution in in vivo functional imaging. Using ...

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

In vivo Kalsiumavbildning i musen dårligere oliven

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the ...

In Vivo Wide-Field and Two-Photon Calcium Imaging from a Mouse Using a Large Cranial Window

In Vivo Wide-Field and Two-Photon Calcium Imaging from a Mouse Using a Large Cranial Window

In Vivo Wide-Field og Two-Photon Calcium Imaging fra en mus ved hjelp av et stort kranialt vindu

Wide-field calcium imaging from the mouse&#39;s neocortex allows one to observe cortex-wide neural activity related to various brain functions. On the ...

Subcellular Imaging of Neuronal Calcium Handling In Vivo

Subcellular Imaging of Neuronal Calcium Handling In Vivo

Subcellulær avbildning av nevronal kalsiumhåndtering in vivo

Calcium (Ca2+) imaging has been largely used to examine neuronal activity, but it is becoming increasingly clear that subcellular Ca2+ handling is a ...

Two-Photon and Wide-Field Calcium Imaging in the Superior Colliculus

Calcium Imaging in Mouse Superior Colliculus

Unveiling Neural Coding and Mechanisms of Visual Processing in the Superior Colliculus (Video) | JoVE

Kalsiumavbildning i mus Superior Colliculus

The superior colliculus (SC), an evolutionarily conserved midbrain structure in all vertebrates, is the most sophisticated visual center before the ...

Mouse Retina OCT Fibergram Alignment with Confocal Images

Alignment of Visible-Light Optical Coherence Tomography Fibergrams with Confocal Images of the Same Mouse Retina

Advancements in In Vivo and Ex Vivo Retinal Imaging for Improved Glaucoma Diagnosis and Treatment (Video) | JoVE

Justering av synlig lys optisk koherens tomografi fibergrammer med konfokale bilder av samme mus netthinnen

In recent years, in vivo retinal imaging, which provides non-invasive, real-time, and longitudinal information about biological systems and processes, has ...