Padronizada fotoestimulação com dispositivos Digital Micromirror para Investigar Integração dendríticas em pontos Branch

Summary

Digital micromirror dispositivos (DMD) pode gerar padrões complexos em tempo e espaço com o qual o controle da excitabilidade neuronal. Questões relevantes para a concepção, construção e operação de sistemas de DMD são discutidos. Tal sistema permitiu a demonstração de não-linear integração entre distal pontos de ramificação dendrítica.

Abstract

A luz é um meio versátil e precisa para o controle da excitabilidade neuronal. A recente introdução da luz effectors sensíveis, tais como canais de rodopsina e neurotransmissores enjaulado levaram a interesses no desenvolvimento de melhores meios para controlar os padrões de luz no espaço e no tempo que são úteis para fins experimentais da neurociência. Uma estratégia convencional, empregada na microscopia confocal e 2-fóton, é para focalizar a luz para um ponto de difração limitada e, então, verificar que o único ponto em seqüência sobre a região de interesse. Esta abordagem torna-se problemática se grandes áreas devem ser estimuladas dentro de uma janela de tempo breve, um problema mais aplicável a fotoestimulação do que para a imagem latente. Uma estratégia alternativa é projetar o padrão completo espacial no alvo com o auxílio de um dispositivo de microespelhos digitais (DMD). A abordagem DMD é atraente porque os componentes de hardware são relativamente baratos e é apoiado por interesses comerciais. Porque esse sistema não está disponível para microscópios verticais, vamos discutir as questões críticas na construção e operação de um tal sistema DMD. Mesmo que será principalmente descrevendo a construção do sistema de fotólise UV, as modificações para a construção do sistema de luz visível muito mais simples para os experimentos optogenetic também serão fornecidas. O sistema de fotólise UV foi usada para carryout experimentos para estudar uma questão fundamental em neurociência, como estão espacialmente distribuídos insumos integrada através de pontos de ramificação distal dendríticas. Os resultados sugerem que a integração pode ser não-linear em pontos de ramificação eo supralinearity é largamente mediada por receptores NMDA.

Protocol

Considerações gerais de projeto Se o comprimento de onda de estimulação foto está na faixa do visível, como para experiências optogenetic, o layout do sistema será consideravelmente mais simples do que para os experimentos de fotólise UV. Um só precisa comprar um módulo de porta dupla câmara que está disponível a partir de todas as empresas microscópio. O avião DMD pode ser posicionado no plano da imagem conjugada de qualquer uma das duas portas da câmara. Mas, na fotólise UV…

Discussion

A vantagem da abordagem baseada fotoestimulação DMD é mais aparente para situações em que o alvo ocupa uma área relativamente grande. Se o alvo de interesse é muito pequeno, como um espinhas dendríticas, sistemas de digitalização seqüencial confocal e 2-fótons são susceptíveis de ser a melhor abordagem. Uma fraqueza significativa da abordagem DMD é o uso ineficiente da luz disponível. A maior parte da luz disponível é necessariamente direcionado para os espelhos OFF e não utilizados.

<p class="jov…

Materials

Material Name	Type	Company	Catalogue Number	Comment
Modern upright fluorescent microscope
CCD camera and image acquisition software
Computer and data acquisition/interface system
DLP Discovery Developer Kit
ALP3 USB interface
S2 + Optics w/LED
Dual camera port unit
355nm frequency tripled NdVO4 laser (~1 W)		DPSS Laser Inc.
Laser shutter Model LS6		Uniblitz
Multimode optical fiber and fiber stretcher Model# 915		Canadian Instrument and Research, Ltd		100 um core multimode fiber
Multimode Fiber launcher		Oz Optics
Signal generator				up to 50 kHz
Beam collimator		Olympus	DApo20UV340
UV relay lens		Special Optics	#: 54-25-60-355