对自由运动斑马鱼快速全脑神经活动成像

2022-08-09 16:53:27 浏览:549

文章信息(作者、文章名、期刊、发表日期)

作者:Lin Cong, Zeguan Wang, Yuming Chai, Wei Hang, Chunfeng Shang,Wenbin Yang, Lu Bai, Jiulin Du, Kai Wang, Quan Wen

文章名:Rapid whole brain imaging of neural activity in freely behaving larval zebrafish(Danio rerio)

期刊:eLife

发表日期:2017年9月20日

文章链接:https://doi.org/10.7554/eLife.28158.001

摘要(翻译成中文)

在自然动物行为中研究大脑内部感觉和动作之间联系的动态信息可论证更具有意义。在这里,我们提出了一种新的体成像和3D跟踪技术,监测自由游动的斑马鱼幼鱼(Danio Rerio)的全脑神经活动。我们通过斑马鱼幼虫视觉诱发和捕食行为的神经活动的功能成像证明了我们的系统的能力。

系统结构图

对自由运动斑马鱼快速全脑神经活动成像
对自由运动斑马鱼快速全脑神经活动成像

主要结果图/视频

对自由运动斑马鱼快速全脑神经活动成像

亮点点评

利用傅里叶光场显微镜的特点,不用深度的点光源发出的荧光经过不同的微透镜组在相机上形成不同的图案,通过这种图案反解出离焦量,用于Z轴的实时追踪。相比于前一篇文章,本文使用的Z轴追踪更加巧妙。并且用两台相机对斑马鱼行为进行实时分析,解出运动学特征,可以观察到斑马鱼捕食时的眼动和尾部摆动特征用以更深一步的研究。并且能够达到如下参数:
a高速的反馈:xy轴达300Hz ,z轴达100Hz
b钙成像最大体速率:77Hz
本文对pan-neuronal cytoplasm-labeled GCaMP6s (huc:gcamp6s)斑马鱼分别进行了光引诱和捕食的行为实验,验证了系统具有自由运动斑马鱼的全脑活动钙成像能力。本工作把光场的特点应用到了自由运动斑马鱼的全脑成像中,扩展了光场显微镜的应用范围,能够在近单个细胞的水平上进行全脑范围的钙成像,同时提速率可达77Hz,为研究大脑内部的动态信息提供了有力的工具。

 

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