Name: Author Spotlight: Unveiling Neural Coding and Mechanisms of Visual Processing in the Superior Colliculus
Uploaded: 2023-04-21T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Unveiling Neural Coding and Mechanisms of Visual Processing in the Superior Colliculus at JoVE.com

Detta arbete stöds av National Natural Science Foundation of China (32271060). Y.-t.L. utformade forskningen, utförde experimentet, analyserade data och skrev manuskriptet. Z.L. och R.W. utförde experimentet.

Alla experimentella procedurer utfördes i enlighet med djurskyddsriktlinjerna och godkändes av IACUC vid Chinese Institute for Brain Research, Peking.
OBS: Tidslinjen för detta protokoll är som följer: 1) gör sugkoppen; 2) injicera viruset; 3) implantera huvudplattan; 4) efter 3 veckor, implantera pluggen; 5) Efter en ~3 dagars återhämtning och tillvänjning på löpbandet, utför två-foton/vidvinkelavbildning.
1. Beredning av en sugkopp (<st...

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

<ol>
	<li>May, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mammalian+superior+colliculus:+laminar+structure+and+connections.">The mammalian superior colliculus: laminar structure and connections.</a> Progress in Brain Research. 151, 321-378 (2006).</li><li>Denk, W., Strickler, J. H., Webb, W. W. <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+laser+scanning+fluorescence+microscopy.">Two-photon laser scanning fluorescence microscopy.</a> Science. 248 (4951), 73-76 (1990).</li><li>Ohki, K., Chung, S., Ch'ng, Y. H., Kara, P., Reid, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+imaging+with+cellular+resolution+reveals+precise+micro-architecture+in+visual+cortex.">Functional imaging with cellular resolution reveals precise micro-architecture in visual cortex.</a> Nature. 433 (7026), 597-603 (2005).</li><li>Ratzlaff, E. H., Grinvald, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+tandem-lens+epifluorescence+macroscope:+Hundred-fold+brightness+advantage+for+wide-field+imaging.">A tandem-lens epifluorescence macroscope: Hundred-fold brightness advantage for wide-field imaging.</a> Journal of Neuroscience Methods. 36 (2-3), 127-137 (1991).</li><li>de Vries, S. E. 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+large-scale+standardized+physiological+survey+reveals+functional+organization+of+the+mouse+visual+cortex.">A large-scale standardized physiological survey reveals functional organization of the mouse visual cortex.</a> Nature Neuroscience. 23 (1), 138-151 (2020).</li><li>Mrsic-Flogel, T. 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=Altered+map+of+visual+space+in+the+superior+colliculus+of+mice+lacking+early+retinal+waves.">Altered map of visual space in the superior colliculus of mice lacking early retinal waves.</a> The Journal of Neuroscience. 25 (29), 6921-6928 (2005).</li><li>Cang, J., Wang, L., Stryker, M. P., 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=Roles+of+ephrin-as+and+structured+activity+in+the+development+of+functional+maps+in+the+superior+colliculus.">Roles of ephrin-as and structured activity in the development of functional maps in the superior colliculus.</a> The Journal of Neuroscience. 28 (43), 11015-11023 (2008).</li><li>Feinberg, E. H., Meister, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orientation+columns+in+the+mouse+superior+colliculus.">Orientation columns in the mouse superior colliculus.</a> Nature. 519 (7542), 229-232 (2015).</li><li>Ahmadlou, M., Heimel, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preference+for+concentric+orientations+in+the+mouse+superior+colliculus.">Preference for concentric orientations in the mouse superior colliculus.</a> Nature Communications. 6, 6773 (2015).</li><li>de Malmazet, D., K&#252;hn, N. K., Farrow, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinotopic+separation+of+nasal+and+temporal+motion+selectivity+in+the+mouse+superior+colliculus.">Retinotopic separation of nasal and temporal motion selectivity in the mouse superior colliculus.</a> Current Biology. 28 (18), 2961-2969 (2018).</li><li>Li, Y. T., Turan, Z., Meister, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+architecture+of+motion+direction+in+the+mouse+superior+colliculus.">Functional architecture of motion direction in the mouse superior colliculus.</a> Current Biology. 30 (17), 3304-3315 (2020).</li><li>Gribizis, 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=Visual+cortex+gains+independence+from+peripheral+drive+before+eye+opening.">Visual cortex gains independence from peripheral drive before eye opening.</a> Neuron. 104 (4), 711-723 (2019).</li><li>Inayat, 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=Neurons+in+the+most+superficial+lamina+of+the+mouse+superior+colliculus+are+highly+selective+for+stimulus+direction.">Neurons in the most superficial lamina of the mouse superior colliculus are highly selective for stimulus direction.</a> The Journal of Neuroscience. 35 (20), 7992-8003 (2015).</li><li>Barchini, J., Shi, X., Chen, H., Cang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bidirectional+encoding+of+motion+contrast+in+the+mouse+superior+colliculus.">Bidirectional encoding of motion contrast in the mouse superior colliculus.</a> eLife. 7, 35261 (2018).</li><li>Savier, E. L., Chen, H., Cang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+locomotion+on+visual+responses+in+the+mouse+superior+colliculus.">Effects of locomotion on visual responses in the mouse superior colliculus.</a> The Journal of Neuroscience. 39 (47), 9360-9368 (2019).</li><li>Schr&#246;der, 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=Arousal+modulates+retinal+output.">Arousal modulates retinal output.</a> Neuron. 107 (3), 487-495 (2020).</li><li>Ge, X., 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=Retinal+waves+prime+visual+motion+detection+by+simulating+future+optic+flow.">Retinal waves prime visual motion detection by simulating future optic flow.</a> Science. 373 (6553), (2021).</li><li>Chen, H., Savier, E. L., DePiero, V. J., Cang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lack+of+evidence+for+stereotypical+direction+columns+in+the+mouse+superior+colliculus.">Lack of evidence for stereotypical direction columns in the mouse superior colliculus.</a> The Journal of Neuroscience. 41 (3), 461-473 (2021).</li><li>Kasai, M., Isa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+light+isoflurane+anesthesia+on+organization+of+direction+and+orientation+selectivity+in+the+superficial+layer+of+the+mouse+superior+colliculus.">Effects of light isoflurane anesthesia on organization of direction and orientation selectivity in the superficial layer of the mouse superior colliculus.</a> The Journal of Neuroscience. 42 (4), 619-630 (2022).</li><li>Kim, 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+apical+complex+couples+cell+fate+and+cell+survival+to+cerebral+cortical+development.">The apical complex couples cell fate and cell survival to cerebral cortical development.</a> Neuron. 66 (1), 69-84 (2010).</li><li>Kaifosh, P., Zaremba, J. D., Danielson, N. B., Losonczy, A. S. I. M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Python+software+for+analysis+of+dynamic+fluorescence+imaging+data.">Python software for analysis of dynamic fluorescence imaging data.</a> Frontiers in Neuroinformatics. 8, 80 (2014).</li><li>Pnevmatikakis, E. A., Giovannucci, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NoRMCorre:+An+online+algorithm+for+piecewise+rigid+motion+correction+of+calcium+imaging+data.">NoRMCorre: An online algorithm for piecewise rigid motion correction of calcium imaging data.</a> Journal of Neuroscience Methods. 291, 83-94 (2017).</li><li>Kerlin, A. M., Andermann, M. L., Berezovskii, V. K., Reid, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Broadly+tuned+response+properties+of+diverse+inhibitory+neuron+subtypes+in+mouse+visual+cortex.">Broadly tuned response properties of diverse inhibitory neuron subtypes in mouse visual cortex.</a> Neuron. 67 (5), 858-871 (2010).</li><li>G&#246;bel, W., Helmchen, F. <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+neural+network+function.">In vivo calcium imaging of neural network function.</a> Physiology. 22 (6), 358-365 (2007).</li><li>Dombeck, D. A., Khabbaz, A. N., Collman, F., Adelman, T. L., 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+large-scale+neural+activity+with+cellular+resolution+in+awake,+mobile+mice.">Imaging large-scale neural activity with cellular resolution in awake, mobile mice.</a> Neuron. 56 (1), 43-57 (2007).</li><li>Evans, 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=A+synaptic+threshold+mechanism+for+computing+escape+decisions.">A synaptic threshold mechanism for computing escape decisions.</a> Nature. 558 (7711), 590-594 (2018).</li></ol>

Kritiska steg i protokollet Det mest kritiska steget är kraniotomin i steg 5.2 och 5.3. För det första är benet 0,5 mm bakom lambdan tjockt och har blodkärl inuti, vilket kan orsaka blödning under borrningsprocessen. Tillräckligt med gelskum bör förberedas för att stoppa blödningen. För det andra finns det en god risk för angiorrhexis när man tar bort benet strax ovanför den tvärgående sinusen. För felsökning är ett alternativt tillvägagångssätt att tunna ut benet inuti ovalen o...

Superior colliculus (SC) är ett viktigt syncentrum hos alla ryggradsdjur. Hos däggdjur får den direkta intryck från näthinnan och synbarken1. Medan optisk inspelning har tillämpats i stor utsträckning på cortex 2,3,4,5, hindras dess tillämpning i SC av dålig optisk åtkomst 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 ,18,19. Målet med detta protokoll är att ge detaljer om två kompletterande metoder för optisk registrering av den neurala aktiviteten i SC.
SC är belägen under cortex och tvärgående sinus, vilket begränsar optisk åtkomst till kollikulära neuroner. Ett tillvägagångssätt för att övervinna denna begränsning är att aspirera den överliggande cortex och exponera den främre-laterala SC 7,9,10,13,14,19. Men eftersom SC tar emot kortikala ingångar kan en sådan operation påverka hur SC-neuronerna svarar på visuella stimuli. För att övervinna denna begränsning beskriver vi här ett alternativt protokoll för att avbilda det ytliga lagret av den posterior-mediala SC med en kiselplugg, samtidigt som cortex lämnas intakt 8,11. Specifikt, för att uppnå encellsupplösning, tillämpade vi tvåfotonmikroskopi för att avbilda kalciumsvar i den posteriora-mediala SC hos vildtypsmöss. Dessutom, för att uppnå bred täckning, tillämpade vi vidvinkelmikroskopi för att avbilda hela SC av en muterad mus vars bakre cortex inte har utvecklat20.
De två metoder som beskrivs i detta protokoll kompletterar varandra. Kalciumavbildningen med två fotoner utan att ablera cortex är lämplig för att registrera neural aktivitet med encellsupplösning med intakta kortikala ingångar. Kalciumavbildningen med brett fält är lämplig för att registrera neural aktivitet i hela SC samtidigt som den rumsliga upplösningen offras.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>16x objective</td>
			<td>Nikon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50-mm lens</td>
			<td>Computar</td>
			<td>M5018-MP2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-mm coverslip</td>
			<td>Warner instruments</td>
			<td>CS-5R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bandpass filter</td>
			<td>Chroma Technology</td>
			<td>HQ575/250 m-2p</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>butyl cyanoacrylate</td>
			<td>Vetbond, World Precision Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>camera for monitoring pupil</td>
			<td>FLIR</td>
			<td>BFS-U3-04S2M-CS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>camera for widefield imaging</td>
			<td>Basler</td>
			<td>acA2000-165&#181;m</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>corona treater</td>
			<td>Electro-Technic Products</td>
			<td>BD-20AC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dichroic</td>
			<td>Chroma Technology</td>
			<td>T600/200dcrb&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>galvanometers</td>
			<td>Cambridge Technology</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glass bead sterilizer</td>
			<td>RWD</td>
			<td>RS1502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microdrill</td>
			<td>RWD</td>
			<td>78001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micromanipulator</td>
			<td>Sutter Instruments</td>
			<td>QUAD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>photomultiplier tube</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>R3896</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rotory encoder</td>
			<td>USdigital</td>
			<td>MA3-A10-125-N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>self-curing dental adhesive resin cement&#160;</td>
			<td>SuperBond C&#38;B, Sun Medical Co, Ltd. Moriyama, Japan</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>thermostatic heating pad&#160;</td>
			<td>RWD</td>
			<td>69020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ti:Sapphire laser</td>
			<td>Spectra-Physics</td>
			<td>Mai Tai HP DeepSee</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>translucent silicone adhesive&#160;</td>
			<td>Kwik-Sil, World Precision Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>treadmill</td>
			<td>Xinglin Biology</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Virus Strains</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rAAV2/9-hsyn-Gcamp6m</td>
			<td>Vector Core at Chinese Institute for Brain Research, Beijing</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animals</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6J wild type</td>
			<td>Laboratory Animal Resource Center at Chinese Institute for Brain Research, Beijing</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emx1-Cre</td>
			<td>The Jackson Laboratory&#160;</td>
			<td>5628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pals1flox/wt</td>
			<td>Christopher A. Walsh Lab</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ</td>
			<td>NIH Image</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labview</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

calcium imaging in mouse superior colliculus

Superior colliculus (SC), en evolutionärt bevarad mitthjärnstruktur hos alla ryggradsdjur, är det mest sofistikerade syncentret före uppkomsten av hjärnbarken. Den tar emot direkta indata från ~30 typer av retinala ganglieceller (RGC), där var och en kodar för en specifik visuell funktion. Det är fortfarande svårt att avgöra om SC helt enkelt ärver näthinnefunktioner eller om ytterligare och potentiellt ny bearbetning sker i SC. För att avslöja den neurala kodningen av visuell information i SC tillhandahåller vi här ett detaljerat protokoll för att optiskt registrera visuella svar med två kompletterande metoder i vakna möss. Den ena metoden använder tvåfotonmikroskopi för att avbilda kalciumaktivitet med encellsupplösning utan att ablera den överliggande cortex, medan den andra använder vidvinkelmikroskopi för att avbilda hela SC hos en muterad mus vars cortex i stort sett är outvecklad. Detta protokoll beskriver dessa två metoder, inklusive djurförberedelser, virusinjektion, implantation av huvudplattan, pluggimplantation, datainsamling och dataanalys. De representativa resultaten visar att tvåfotonkalciumavbildningen avslöjar visuellt framkallade neuronala svar vid encellsupplösning, och den vidfältskalciumavbildningen avslöjar neural aktivitet över hela SC. Genom att kombinera dessa två metoder kan man avslöja den neurala kodningen i SC på olika skalor, och en sådan kombination kan också tillämpas på andra hjärnregioner.

The superior colliculus (SC) is an important visual center in all vertebrates. In mammals, it receives direct inputs from the retina and the visual cortex1. While optical recording has been widely applied to the cortex2,3,4,5, its application in the SC is hindered by poor optical accesss6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19. The goal of this protocol is to provide details about two complementary methods for optical recording of the neural activity in the SC.
The SC is located beneath the cortex and transverse sinus, which limits optical access to the collicular neurons. One approach to overcome this limitation is to aspirate the overlaying cortex and expose the anterior-lateral SC7,9,10,13,14,19. However, because the SC receives cortical inputs, such an operation might affect how the SC neurons respond to visual stimuli. To overcome this limitation, we detail here an alternative protocol to image the superficial layer of the posterior-medial SC with a silicon plug, while leaving the cortex intact8,11. Specifically, to achieve single-cell resolution, we applied two-photon microscopy to image calcium responses in the posterior-medial SC of wild-type mice. In addition, to achieve broad coverage, we applied wide-field microscopy to image the entire SC of a mutant mouse whose posterior cortex has not developed20.
The two methods described in this protocol are complementary to each other. The two-photon calcium imaging without ablating the cortex is appropriate for recording neural activity at&#160;single-cell resolution with intact cortical inputs. The wide-field calcium imaging is appropriate for recording neural activity in the entire SC while sacrificing spatial resolution.

Author Spotlight: Unveiling Neural Coding and Mechanisms of Visual Processing in the Superior Colliculus 

Kalciumavbildning hos mus Superior Colliculus

My research focuses on neural coding and mechanisms for visual processing. We are trying to answer how various information is encoded in the brain, especially in the superior colliculus under the underlying neuro-mechanisms. To understand visual processing, scientists combine various approaches, including neuronal morphology, antegrade and retrograde tracing, IL sequencing, neuro modeling, machine learning, is understood well.The challenge is to remove the skull over the SSA, cutting and left in the bone in one larger piece, is likely to fail because the bone is attached to the dura. By combining two photo on a wide field calcium image, our recent work revealed the function architecture of motion direction in the mouse SC at both single cell resolution and a global scale. We found that neurons with similar preference form patches up to 500 micrometer under global to the upward on the nasal motion.With our protocol, we are addressing two research gaps. First, researchers can perform long-term cast imaging in mouse SC at a single cell resolution without breaking the cortex. Secondly, researchers can record the neuroactivity across the entire SC using widefield microscoping.Our protocol provides a measure to image the posterior medial SC at single cell resolution with a intact cortex in mice. Also, we use a biocompatible plug to expose the SC, which reduces infection for chronic imaging. Our results provide a way to study the neural coding of visual information across a large visual field.Combined with optogenetics, one can study half inputs from different brain regions modulating the neuroactivity in SC.

Figurerna 1A,B visar hur man tillverkar sugkoppen respektive pluggarna. Figur 2 visar hur man implanterar pluggen framgångsrikt. Efter implantation av pluggen exponeras den posteriora mediala SC, som visas i figur 2D. Figur 3 visar kalciumrespons från SC-neuroner från ett exempel på vildtypsmus avbildad med tvåfotonmikroskopi. Det triangulära prismat, som lätt fångas under mikro...

Watch this Scientific Journal Video about Unveiling Neural Coding and Mechanisms of Visual Processing in the Superior Colliculus at JoVE.com

Detta protokoll beskriver proceduren för avbildning av kalciumsvar i den överlägsna colliculus (SC) hos vakna möss, inklusive avbildning av enneuronaktivitet med tvåfotonmikroskopi samtidigt som cortex lämnas intakt i vildtypsmöss, och avbildning av hela SC med vidfältsmikroskopi i partiella cortexmutanta möss.

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

Min forskning fokuserar på neural kodning och mekanismer för visuell bearbetning. Vi försöker svara på hur olika typer av information kodas i hjärnan, särskilt i den övre colliculus under de underliggande neuromekanismerna. För att förstå visuell bearbetning kombinerar forskare olika tillvägagångssätt, inklusive neuronal morfologi, antegrad och retrograd spårning, IL-sekvensering, neuromodellering, maskininlärning, förstås väl.Utmaningen är att ta bort skallen över SSA, skära och lämna kvar i benet i en större bit, kommer sannolikt att misslyckas eftersom benet är fäst vid dura. Genom att kombinera två foton på en kalciumbild med brett fält avslöjade vårt senaste arbete funktionsarkitekturen för rörelseriktning i musens SC vid både encellsupplösning och global skala. Vi fann att neuroner med liknande preferens bildar fläckar upp till 500 mikrometer under global till uppåt på nasal rörelse.Med vårt protokoll tar vi itu med två forskningsluckor. För det första kan forskare utföra långtidsgjuten avbildning i mus SC med en enda cellupplösning utan att bryta cortex. För det andra kan forskare registrera neuroaktiviteten över hela SC med hjälp av vidvinkelmikroskopi.Vårt protokoll ger ett mått för att avbilda den bakre mediala SC vid encellsupplösning med en intakt cortex hos möss. Vi använder också en biokompatibel kontakt för att exponera SC, vilket minskar infektion för kronisk avbildning. Våra resultat ger ett sätt att studera den neurala kodningen av visuell information över ett stort synfält.I kombination med optogenetik kan man studera halva ingångar från olika hjärnregioner som modulerar neuroaktiviteten vid SC.