एकल कोशिका और एकल कील संकल्प के साथ suprathreshold तंत्रिका गतिविधि के ऑप्टिकल रिकॉर्डिंग
Summary
हड्डीवाला केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के समारोह को समझना कई न्यूरॉन्स से रिकॉर्डिंग की आवश्यकता है क्योंकि cortical समारोह न्यूरॉन्स की आबादी के स्तर पर पैदा होती है. यहाँ हम एक ऑप्टिकल एकल कोशिका और एकल कील संकल्प के साथ suprathreshold तंत्रिका गतिविधि रिकॉर्ड विधि का वर्णन, यादृच्छिक अभिगम स्कैनिंग dithered. इस विधि रिकॉर्ड दैहिक प्रतिदीप्ति से उच्च अस्थायी समाधान के साथ 100 न्यूरॉन्स के लिए कैल्शियम का संकेत है. एक अधिकतम संभावना एल्गोरिथ्म दैहिक प्रतिदीप्ति कैल्शियम संकेतों से अंतर्निहित suprathreshold तंत्रिका गतिविधि deconvolves. इस विधि मज़बूती से उच्च दक्षता का पता लगाने और झूठी सकारात्मक की कम दर के साथ spikes का पता लगाता है और तंत्रिका आबादी का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है<em> इन विट्रो में</em> और<em> Vivo में</em>.
Abstract
हड्डीवाला केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के बारे में जानकारी का संकेत अक्सर बजाय न्यूरॉन्स व्यक्तिगत न्यूरॉन्स की आबादी के द्वारा किया जाता है. इसके अलावा प्रचार suprathreshold spiking गतिविधि के न्यूरॉन्स की आबादी शामिल है. अनुभवजन्य cortical समारोह को संबोधित अध्ययन सीधे इस प्रकार उच्च संकल्प के साथ न्यूरॉन्स की आबादी से रिकॉर्डिंग की आवश्यकता है. यहाँ हम एक ऑप्टिकल विधि और एक deconvolution एकल कोशिका और एकल कील संकल्प के साथ 100 न्यूरॉन्स से तंत्रिका गतिविधि रिकॉर्ड एल्गोरिथ्म का वर्णन. इस विधि intracellular दैहिक suprathreshold cortical न्यूरॉन्स में बिजली spikes (कार्रवाई क्षमता) के साथ जुड़े कैल्शियम एकाग्रता में क्षणिक वृद्धि का पता लगाने पर निर्भर करता है. ऑप्टिकल रिकॉर्डिंग के उच्च अस्थायी समाधान एक तेजी से स्कैनिंग यादृच्छिक अभिगम acousto ऑप्टिकल (AODs) deflectors 1 तकनीक का उपयोग करके हासिल की है. अपारदर्शी मस्तिष्क आज़ादी में दो photon उच्च स्थानिक संकल्प में कैल्शियम के प्रति संवेदनशील डाई परिणाम की उत्तेजना2 पर मुकदमा. प्रतिदीप्ति कैल्शियम रिकॉर्डिंग से spikes के पुनर्निर्माण अधिकतम संभावना विधि द्वारा हासिल की है. युगपत electrophysiological और ऑप्टिकल रिकॉर्डिंग से संकेत मिलता है कि हमारे विधि मज़बूती spikes (> 97% कील दक्षता का पता लगाने) का पता लगाता है, झूठी सकारात्मक कील (<0.003 spikes /) का पता लगाने, और एक उच्च अस्थायी परिशुद्धता के बारे में (3 एमएस) 3 के एक कम दर है. कील पता लगाने के इस ऑप्टिकल विधि इन विट्रो में और vivo में 3,4 anesthetized जानवरों में तंत्रिका गतिविधि को रिकॉर्ड करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.
Protocol
Discussion
डिथर्ड स्कैनिंग यादृच्छिक अभिगम परोक्ष रूप से intracellular दैहिक कैल्शियम एक न्यूरॉन somata में प्रत्येक कील के साथ जुड़े में वृद्धि से suprathreshold spiking गतिविधि का पता लगाता है. intracellular कैल्शियम में वृद्धि फ्लोरोसेंट कैल?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम समीक्षकों पांडुलिपि पढ़ने के लिए डॉ. रैंडी चिटवुड धन्यवाद. यह काम व्हाइटहॉल फाउंडेशन और अल्फ्रेड पी. स्लोअन फाउंडेशन अनुदान HJK द्वारा समर्थित किया गया.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Optical components are listed in order, starting from the laser | |||
| Titan:Sapphire Laser | Coherent Inc. | Chameleon Ultra 2 | High power output recommended (>2W at 900 nm) |
| Achromatic lens f = 30 mm | Thor labs | AC254-030-B | Anti-reflection (AR) coating for 650-1050 nm |
| Achromatic lens f = 100 mm | Thor labs | AC254-100-B | AR 650-1050 nm |
| lens f = 75 mm | Thor labs | LA1608-B | AR 650-1050 nm |
| lens f = 175 mm | Thor labs | LA1229-B | AR 650-1050 nm |
| Achromatic lens f = 300 mm | Thor labs | AC254-300-B | AR 650-1050 nm |
| Achromatic lens f = 100 mm | Thor labs | AC254-100-B | AR 650-1050 nm |
| Achromatic lens f = 100 mm | Thor labs | AC254-100-B | AR 650-1050 nm |
| Acousto-optical deflectors | Intraaction Corp | ATD 6510CD2 | |
| Reflective diffraction grating | Newport | 53-011R | 100 grooves/mm for AODs with 65 MHz bandwidth and scan angle of 45 mrad |
| 21.6 mm Brewster prisms | Lambda Research Optics Inc. | IBP21.6SF10 | |
| Colored Glass | Schott | BG-39 | |
| Dichroic mirror | Chroma Technology Corp | Z532RDC | |
| Photomultiplier modules | Hamamatsu | H9305-03 | |
| DAC-ADC board | National Instruments | PCI-6115 | |
| Oregon Green 488 Bapta-1 AM | Invitrogen | O-6807 |
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