Patroon fotostimulering met Digital Micromirror Apparaten voor het Dendritische Integratie Onderzoek Across Branch Punten

Summary

Digitale Micromirror apparaten (DMD) kan genereren complexe patronen in ruimte en tijd om mee te neuronale prikkelbaarheid te controleren. Die relevant zijn voor het ontwerp, de bouw en de exploitatie van het DMD-systemen worden besproken. Een dergelijk systeem kon de demonstratie van niet-lineaire integratie tussen distale dendritische tak punten.

Abstract

Licht is een veelzijdige en nauwkeurige manier om neuronale prikkelbaarheid te controleren. De recente invoering van het licht gevoelige effectoren, zoals kanaal-rhodopsine en gekooide neurotransmitters hebben geleid tot belangen in het ontwikkelen van betere middelen om patronen van licht controle in ruimte en tijd die nuttig zijn voor experimentele neurowetenschappen. Een conventionele strategie, werkzaam in confocale en twee-foton microscopie, is aan het licht focus naar een diffractie beperkte plek en vervolgens opeenvolgend scan die enkele plek over de regio van belang. Deze aanpak wordt problematisch als grote gebieden moeten worden gestimuleerd binnen een korte tijd venster, een probleem dat meer van toepassing is op fotostimulatie dan voor de beeldvorming. Een alternatieve strategie is om het project de volledige ruimtelijk patroon op het doel met behulp van een digitaal Micromirror apparaat (DMD). De DMD aanpak is aantrekkelijk omdat de hardware componenten zijn relatief goedkoop en wordt ondersteund door commerciële belangen. Omdat een dergelijk systeem is niet beschikbaar voor rechtop microscopen, bespreken we de kritische punten in de bouw en de exploitatie van een dergelijk systeem DMD. Ook al zullen we in de eerste plaats de bouw van het systeem beschrijft voor UV fotolyse, zullen de wijzigingen voor de bouw van het veel eenvoudiger zichtbare licht voor optogenetic experimenten worden verstrekt. De UV fotolyse systeem werd gebruikt om de experimenten Carryout op een fundamentele vraag in de neurowetenschappen bestuderen, hoe ruimtelijk verdeeld ingangen geïntegreerd in distale dendritische tak punten. De resultaten suggereren dat de integratie kunnen niet-lineair zijn over de tak punten en de supralinearity is grotendeels tot stand door de NMDA-receptoren.

Protocol

Algemene overwegingen bij het ontwerp Als de golflengte van foto stimulatie is in het zichtbare gebied, zoals voor optogenetic experimenten zal de lay-out van het systeem aanzienlijk eenvoudiger is dan voor UV fotolyse experimenten. Men hoeft alleen maar de aanschaf van een dubbele camera poort module die is verkrijgbaar bij alle van de microscoop bedrijven. De DMD vliegtuig kan worden gepositioneerd op de geconjugeerde beeldvlak van een van de twee camera poorten. Maar in UV fotolyse het lich…

Discussion

Het voordeel van DMD gebaseerd fotostimulatie aanpak is het meest zichtbaar voor situaties waarin de doelgroep heeft een relatief groot gebied. Als het doel van belang is zeer klein, zoals een paar dendritische spines, sequentiële scanning confocale en twee-foton systemen zijn waarschijnlijk de betere aanpak zijn. Een belangrijke zwakte van de DMD aanpak is het inefficiënt gebruik van het beschikbare licht. Het grootste deel van het beschikbare licht is per definitie gericht op de OFF spiegels en niet gebruikt.

<p…

Materials

Material Name	Tipo	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