Im lebenden Organismus Ganzhirnbildgebung von Zebrafischlarven mittels dreidimensionaler Fluoreszenzmikroskopie
April 28th, 2023
Hier wird ein Protokoll für die in vivo Ganzhirnbildgebung von Zebrafischlarven mittels dreidimensionaler Fluoreszenzmikroskopie vorgestellt. Das experimentelle Verfahren umfasst die Probenvorbereitung, die Bildaufnahme und die Visualisierung.
Wir entwickeln optische Immunsysteme und Computeralgorithmen, um die Neuroaktivität des gesamten Gehirns mit einer hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung zu erfassen und zu analysieren. Laborfische sind ein ideales Modelltier für die Forschung. Dank jeder optischen Transparenz und der Verfügbarkeit verschiedener genetischer Werkzeuge kann die optische Bildqualität aufgrund der Aberration verschlechtert werden, die durch das für die Probenmontage verwendete Agarose-Gel verursacht wird, und die Fische können sich während der Aufnahme bewegen, was zu Bewegungsartefakten in den Bildern führt oder die Genauigkeitssignalextraktion aus den Bildern behindert.
Öffentlich zugängliche Protokolle bieten nur einen kurzen Überblick über den experimentellen Ablauf und lebendige wesentliche Teile der Details, wie z.B. Agarose-Erstarrung, präzise Einbetttechniken und einfache Positionierung. Daher ist ein effektives und reproduzierbares Protokoll erforderlich, um qualitativ hochwertige Bilddaten zu erfassen. Mit minimalem Lärm und minimaler Bewegung.
Unser Protokoll bietet ein optimiertes und reproduzierbares experimentelles Verfahren. Dieses Protokoll ermöglicht die In-vivo-Bildgebung des gesamten Gehirns über einen längeren Zeitraum und die Visualisierung der erfassten Bildgebungsdaten. Der Arbeitsablauf konzentrierte sich auf die Bildgebung des gesamten Gehirns, kann aber leicht auf die Bildgebung anderer Organe vieler unserer Zebrafische angewendet werden.
Unser Ziel ist es, die zugrunde liegenden Prinzipien des neuronalen Rechnens zu entschlüsseln. Zu diesem Zweck werden wir weiterhin an einer Pipeline arbeiten, die eine groß angelegte Bildgebung der neuronalen Aktivität und Struktur sowie deren computergestützte Analyse für eine systematische Kartierung des Gehirns umfasst.
Überblick
Dieser Artikel präsentiert ein detailliertes Protokoll für die in vivo Ganzhirnbildgebung von Zebrafischlarven unter Verwendung dreidimensionaler Fluoreszenzmikroskopie. Das Zebrafisch-Modell wird aufgrund seiner optischen Transparenz und genetischen Zugänglichkeit zur Untersuchung neuronaler Berechnungen und Aktivitäten bevorzugt. Das Protokoll behandelt häufige Probleme wie Bewegungsartefakte und Agarose-Gel-Aberrierungen und gewährleistet eine hochwertige Bilddatenerfassung.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Neurowissenschaften
- Biophysik
- Bildgebungstechniken
Hintergrund
- Zebrafischlarven sind aufgrund ihrer Transparenz ein wichtiges Modell für Neuroaktivitätsstudien.
- Wichtige Herausforderungen sind Aberrationen durch Agarose-Gel und Bewegungsartefakte während der Bildgebung.
- Aktuelle Protokolle fehlen detaillierte Schritte für effektive Probenmontage und -positionierung.
- Hochauflösende Bildgebung ist entscheidend für das Verständnis neuronaler Berechnungen.
Zweck der Studie
- Entwicklung eines reproduzierbaren Protokolls für hochwertige Bildgebung der Zebrafisch-Hirnaktivität.
- Reduzierung von Rauschen und Bewegungsartefakten während der Bildgebungssitzungen.
- Erleichterung der Untersuchung neuronaler Berechnungen über lange Zeiträume.
Verwendete Methoden
- Die Hauptplattform ist dreidimensionale Fluoreszenzmikroskopie.
- Das biologische Modell umfasst Zebrafischlarven, die für die Bildgebung vorbereitet und immobilisiert sind.
- Ein optimierter experimenteller Arbeitsablauf wird eingeführt, um minimale Artefakte zu gewährleisten.
- Kritische Schritte umfassen die präzise Positionierung des Zebrafischs und korrekte Anpassung der Bildgebungsparameter.
- Die Visualisierung der gewonnenen Daten erfolgt mit Software-Tools wie napari.
Hauptergebnisse
- Das Bildgebungsprotokoll ermöglicht eine umfassende Visualisierung von Hirnarealen, einschließlich neuronaler Strukturen im Vorderhirn, Mittelhirn und Hinterhirn.
- Neuronale Aktivität kann durch Zeitreihen-Bildgebung erfasst werden, was bedeutende Einblicke in neuronale Funktionen offenbart.
- Die klare Sichtbarkeit aller Hirnregionen zeigt die Wirksamkeit des Protokolls.
Schlussfolgerungen
- Diese Studie demonstriert einen neuartigen Bildgebungsansatz, der das Verständnis der Zebrafisch-Neuroaktivität verbessert.
- Das Protokoll setzt nicht nur einen Standard für die Zebrafisch-Bildgebung, sondern hat auch Auswirkungen auf die breitere neuronale Forschung.
- Eine weitere Entwicklung von Bildgebungspipelines wird erwartet, um die Hirnkartierung und Studien zur neuronalen Berechnung zu verbessern.
