Summary

שימוש בציפוי בסיס ובמיניסקופ מעוגן מראש עם עדשה אובייקטיבית למחקר חולף בסידן בעכברים

Published: June 05, 2021
doi:

Summary

התכווצות המלט הדנטלי במהלך הריפוי מחליפה את לוחית הבסיס. פרוטוקול זה ממזער את הבעיה על ידי יצירת בסיס ראשוני של המלט הדנטלי שמשאיר מקום למלט את לוח הבסיס. שבועות לאחר מכן, ניתן לקבע את לוח הבסיס במקומו על פיגום זה באמצעות מלט חדש קטן, ובכך להפחית את התכווצותו.

Abstract

מדעני מוח משתמשים במיקרוסקופים זעירים (מיניסקופים) כדי לצפות בפעילות עצבית אצל בעלי חיים המתנהגים בחופשיות. צוות המיניסקופים של אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג’לס (UCLA) מספק משאבים פתוחים לחוקרים לבנות מיניסקופים בעצמם. V3 UCLA Miniscope הוא אחד המיניסקופים הפופולריים ביותר בקוד פתוח הנמצאים כיום בשימוש. הוא מאפשר הדמיה של הארעיות הפלואורסצנטית הנפלטת מתאי עצב מהונדסים גנטית דרך עדשה אובייקטיבית המושתלת בקליפת המוח השטחית (מערכת בעלת עדשה אחת), או באזורים עמוקים במוח באמצעות שילוב של עדשת ממסר המושתלת במוח העמוק ועדשה אובייקטיבית המעוגנת מראש במיניסקופ כדי לצפות בתמונה המועברת (מערכת בעלת שתי עדשות). אפילו בתנאים אופטימליים (כאשר תאי עצב מבטאים מחוונים פלואורסצנטיים ועדשת הממסר הושתלה כראוי), שינוי נפח של מלט השיניים בין לוחית הבסיס לבין חיבורו לגולגולת בעת ריפוי צמנטי יכול לגרום לחוסר התאמה עם מרחק שונה בין עדשת המטרה לעדשת הממסר, וכתוצאה מכך איכות התמונה ירודה. לוח בסיס הוא לוח המסייע להרכיב את המיניסקופ על הגולגולת ומקבע את מרחק העבודה בין עדשת המטרה לעדשת הממסר. לפיכך, שינויים בנפח הצמנט הדנטלי סביב לוחית הבסיס משנים את המרחק בין העדשות. הפרוטוקול הנוכחי נועד למזער את בעיית חוסר ההתאמה הנגרמת כתוצאה משינויי נפח בצמנט הדנטלי. הפרוטוקול מפחית את חוסר ההתאמה על ידי בניית בסיס ראשוני של מלט דנטלי במהלך השתלת עדשת ממסר. זמן ההחלמה לאחר ההשתלה מספיק לביסוס של צמנט דנטלי כדי לרפא את לוחית הבסיס לחלוטין, כך שניתן יהיה לקבע את פלטת הבסיס על פיגום זה באמצעות כמה שפחות מלט חדש. במאמר הנוכחי נתאר אסטרטגיות לציפוי בסיס בעכברים כדי לאפשר הדמיה של פעילות עצבית עם עדשה אובייקטיבית המעוגנת במיניסקופ.

Introduction

כתבי פעילות פלואורסצנטית אידיאליים להדמיה של הפעילות העצבית מכיוון שהם רגישים ויש להם טווחים דינמיים גדולים 1,2,3. לכן, מספר גדל והולך של ניסויים משתמשים במיקרוסקופ פלואורסצנטי כדי לצפות ישירות בפעילות העצבית 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 ,16. המיקרוסקופ הפלואורסצנטי הממוזער הראשון של פוטון אחד (מיניסקופ) תוכנן בשנת 2011 על ידי מארק שניצר ואחרים. מיניסקופ זה מאפשר לחוקרים לעקוב אחר הדינמיקה הפלואורסצנטית של תאי המוח הקטן בבעלי חיים המתנהגים בחופשיות5 (כלומר, ללא כל ריסון פיזי, ריסון ראש, הרגעה או הרדמה לבעלי החיים). נכון לעכשיו, ניתן ליישם את הטכניקה כדי לפקח על אזורי מוח שטחיים כגון קליפת המוח 6,8,15,16; אזורים תת-קורטיקליים כגון ההיפוקמפוס הגבי 8,11,13,14 וסטריאטום 6,17; ואזורי מוח עמוקים כגון היפוקמפוס הגחון 14, אמיגדלה 10,18 וההיפותלמוס 8,12.

בשנים האחרונות פותחו מספר מיניסקופים בקוד פתוח4,5,6,7,11,13,17,19. החוקרים יכולים להרכיב את המינסקופ מבחינה כלכלית אם הם פועלים לפי ההנחיות שלב אחר שלב שסופקו על ידי צוות המיניסקופ של אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג’לס (UCLA)4,7,11,13. מכיוון שניטור אופטי של פעילות עצבית מוגבל על ידי מגבלות העברת האור7 אל האוכלוסייה העצבית המעניינת וממנה, תוכנן מיניסקופ הדורש עיגון מראש של עדשת אינדקס שבירה הדרגתי אובייקטיבי (GRIN) (או עדשה אובייקטיבית) בתחתית המיניסקופ כדי להגדיל את שדה הראייה המועבר מעדשת GRIN ממסר (או עדשת ממסר)6,7,8,10,16,17. עדשת ממסר זו מושתלת באזור מוח המטרה כך שהפעילות הפלואורסצנטית של אזור מוח המטרה מועברת על פני השטח של עדשת הממסר6,7,8,10,16,17. בערך 1/4 מתקופה סינוסואידלית מלאה של אור עוברת דרך עדשת GRIN אובייקטיבית (~ 0.25 גובה) (איור 1A1), והתוצאה היא תמונה פלואורסצנטית מוגדלת6,7. עדשת האובייקט לא תמיד קבועה בתחתית המיניסקופ וגם אין צורך בהשתלת עדשת הממסר6,7,11,13,15. באופן ספציפי, ישנן שתי תצורות: אחת עם עדשה אובייקטיבית קבועה במיניסקופ ועדשת ממסר המושתלת במוח8,10,12,14,16 (איור 1B1) ועוד אחת עם עדשה אובייקטיבית נשלפת בלבד6,7,11,13,15 (איור 1B2). בתכנון המבוסס על המטרה הקבועה ושילוב עדשת הממסר המושתלת, אותות הפלואורסצנטיות מהמוח מובאים לפני השטח העליונים של עדשת הממסר (איור 1A1)7,8,10,12,14,16. לאחר מכן, עדשת האובייקט יכולה להגדיל ולשדר את שדה הראייה מהמשטח העליון של עדשת הממסר (איור 1A2). מצד שני, עיצוב עדשת GRIN אובייקטיבית נשלפת גמיש יותר, מה שאומר שהשתלה מוקדמת של עדשת ממסר למוח אינה חובה (איור 1B2)6,7,11,13,15. בעת שימוש במיניסקופ המבוסס על עיצוב עדשה אובייקטיבית נשלפת, החוקרים עדיין צריכים להשתיל עדשה באזור מוח המטרה, אך הם יכולים להשתיל עדשה אובייקטיבית6,7,11,13,15 או עדשת ממסר במוח6,7. הבחירה של עדשת מטרה או עדשת ממסר להשתלה קובעת את תצורת המיניסקופ שבה על החוקר להשתמש. לדוגמה, V3 UCLA Miniscope מבוסס על עיצוב עדשת GRIN אובייקטיבית נשלפת. חוקרים יכולים לבחור אם להשתיל ישירות עדשה אובייקטיבית באזור המעניין במוח ולהרכיב את המיניסקופ “הריק” על עדשת האובייקט6,7,11,13,15 (מערכת עדשה אחת; איור 1B2) או להשתיל עדשת ממסר במוח ולהרכיב מיניסקופ המעוגן מראש בעדשה אובייקטיבית6,7 (מערכת שתי עדשות; איור 1B1). לאחר מכן המיניסקופ פועל כמצלמת פלואורסצנטיות כדי ללכוד תמונות בשידור חי של פלואורסצנטיות עצבית המיוצרת על ידי מחוון סידן מקודד גנטית1,2,3. לאחר חיבור המיניסקופ למחשב, ניתן להעביר תמונות פלואורסצנטיות אלה למחשב ולשמור אותן כקטעי וידאו. חוקרים יכולים לחקור את הפעילות העצבית על ידי ניתוח השינויים היחסיים בפלואורסצנטיות עם כמה חבילות ניתוח20,21 או לכתוב את הקודים שלהם לניתוח עתידי.

V3 UCLA Miniscope מספק למשתמשים גמישות להחליט אם לצלם פעילות עצביתעם מערכת עדשה אחת או שתיים 7. בחירת מערכת ההקלטה מבוססת על עומק וגודל אזור המטרה במוח. בקצרה, מערכת עדשה אחת יכולה לצלם רק שטח שטחי (פחות מ-2.5 מ”מ עומק) וגדול יחסית (גדול מכ-1.8 x 1.8 מ”מ2) מכיוון שהיצרנים מייצרים רק גודל מסוים של עדשה אובייקטיבית. לעומת זאת, מערכת של שתי עדשות יכולה להיות מיושמת על כל אזור במוח המטרה. עם זאת, צמנט השיניים להדבקת לוח הבסיס נוטה לגרום לחוסר התאמה עם מרחק משתנה בין עדשת המטרה לעדשת הממסר, וכתוצאה מכך איכות התמונה ירודה. אם משתמשים במערכת של שתי עדשות, יש למקד במדויק שני מרחקי עבודה כדי להשיג את איכות ההדמיה האופטימלית (איור 1A). שני מרחקי העבודה הקריטיים האלה הם בין תאי העצב והמשטח התחתון של עדשת הממסר, ובין המשטח העליון של עדשת הממסר לבין המשטח התחתון של עדשת המטרה (איור 1A1). כל אי-התאמה או מיקום שגוי של העדשה מחוץ למרחק העבודה גורמים לכשל בהדמיה (איור 1C2). לעומת זאת, מערכת עדשה אחת דורשת מרחק עבודה מדויק אחד בלבד. עם זאת, גודל העדשה האובייקטיבית מגביל את היישום שלה לניטור אזורי מוח עמוקים (עדשת האובייקט המתאימה למיניסקופ היא בערך 1.8 ~ 2.0 מ“מ 6,11,13,15). לכן, השתלת עדשה אובייקטיבית מוגבלת לתצפית על פני השטח ואזורי מוח גדולים יחסית, כגון קליפת המוח 6,15 ו dorsal cornu ammonis 1 (CA1) בעכברים11,13 . בנוסף, יש לשאוף שטח גדול של קליפת המוח כדי לכוון ל-CA111,13 הגבי. בגלל המגבלה של תצורת עדשה אחת המונעת הדמיה של אזורי מוח עמוקים, מערכות מיניסקופ מסחריות מציעות רק עיצוב משולב של עדשה אובייקטיבית/עדשת ממסר (שתי עדשות). מצד שני, ניתן לשנות את המיניסקופ V3 UCLA למערכת עדשה אחת או שתי עדשות מכיוון שהעדשה האובייקטיבית שלו ניתנת להסרה 6,11,13,15. במילים אחרות, משתמשי V3 UCLA miniscope יכולים לנצל את העדשה הנשלפת על ידי השתלתה במוח (יצירת מערכת עדשה אחת), בעת ביצוע ניסויים הכוללים תצפיות מוח שטחיות (פחות מ -2.5 מ”מ עומק), או על ידי עיגון מראש שלה במיניסקופ והשתלת עדשת ממסר במוח (יצירת מערכת שתי עדשות), בעת ביצוע ניסויים הכוללים תצפיות מוח עמוקות. ניתן ליישם את מערכת שתי העדשות גם לצורך התבוננות שטחית במוח, אך על החוקר לדעת את מרחקי העבודה המדויקים בין עדשת האובייקט לעדשת הממסר. היתרון העיקרי של מערכת עם עדשה אחת הוא שיש סיכוי נמוך יותר לפספס את מרחקי העבודה מאשר במערכת עם שתי עדשות, בהתחשב בכך שיש שני מרחקי עבודה שצריך לכוון אליהם במדויק כדי להשיג איכות הדמיה אופטימלית במערכת של שתי עדשות (איור 1A). לכן, אנו ממליצים להשתמש במערכת עדשה אחת לתצפיות מוח שטחיות. עם זאת, אם הניסוי דורש הדמיה באזור המוח העמוק, על החוקר ללמוד להימנע מחוסר התאמה של שתי העדשות.

הפרוטוקול הבסיסי לתצורת שתי עדשות של מיניסקופים לניסויים כולל השתלת עדשה וציפוי בסיס 8,10,16,17. ציפוי בסיס הוא הדבקה של לוחית בסיס על ראשה של חיה כך שהמיניסקופ יכול בסופו של דבר להיות מותקן על גבי החיה ולצלם בווידיאו את אותות הפלואורסצנטיות של תאי עצב (איור 1B). הליך זה כולל שימוש במלט דנטלי כדי להדביק את לוחית הבסיס על הגולגולת (איור 1C), אולם התכווצות של מלט דנטלי יכולה לגרום לשינויים בלתי מתקבלים על הדעת במרחק בין עדשת הממסר המושתלת לעדשת האובייקט 8,17. אם המרחק המוסט בין שתי העדשות גדול מדי, לא ניתן להביא תאים למיקוד.

פרוטוקולים מפורטים לניסויי דימות סידן בעומק המוח באמצעות מיניסקופים כבר פורסמו8,10,16,17. מחברי פרוטוקולים אלה השתמשו במערכת Inscopix8,10,16 או עיצובים מותאמים אישית אחרים17 ותיארו את ההליכים הניסיוניים לברירה ויראלית, ניתוח וחיבור לוחית בסיס. עם זאת, לא ניתן ליישם את הפרוטוקולים שלהם במדויק על מערכות קוד פתוח אחרות, כגון מערכת V3 UCLA Miniscope, NINscope6ופינצ’סקופ.,19. חוסר התאמה של שתי העדשות יכול להתרחש במהלך ההקלטה בתצורה של שתי עדשות עם UCLA Miniscope עקב סוג של מלט דנטלי המשמש להצמדת לוחית הבסיס לגולגולת8,17 (איור 1C). הפרוטוקול הנוכחי נחוץ מכיוון שהמרחק בין עדשת הממסר המושתלת לעדשת האובייקט נוטה להשתנות עקב התכווצות לא רצויה של מלט דנטלי במהלך הליך ציפוי הבסיס. במהלך ציפוי הבסיס, יש למצוא את מרחק העבודה האופטימלי בין עדשת הממסר המושתלת לבין עדשת האובייקט על ידי התאמת המרחק בין המיניסקופ לחלק העליון של עדשת הממסר, ולאחר מכן יש להדביק את לוח הבסיס במיקום אידיאלי זה. לאחר קביעת המרחק הנכון בין עדשת האובייקט לעדשת הממסר המושתלת, ניתן לקבל מדידות אורך ברזולוציה תאית (איור 1B; in vivo הקלטה). מכיוון שהטווח האופטימלי של מרחקי עבודה של עדשת ממסר הוא קטן (50 – 350 מיקרומטר)4,8התכווצות צמנט מוגזמת במהלך הריפוי עלולה להקשות על שמירת עדשת האובייקט ועדשת הממסר המושתלת בטווח המתאים., מטרת העל של דו”ח זה היא לספק פרוטוקול לצמצום בעיות ההתכווצות8,17 המתרחשים במהלך הליך ציפוי הבסיס וכדי להגדיל את שיעור ההצלחה של הקלטות מיניסקופ של אותות פלואורסצנטיים בתצורה של שתי עדשות. הקלטה מוצלחת של מיניסקופ מוגדרת כהקלטה של שידור חי של שינויים יחסיים ניכרים בפלואורסצנטיות של נוירונים בודדים בחיה המתנהגת בחופשיות. למרות שלמותגים שונים של מלט דנטלי יש שיעורי התכווצות שונים, חוקרים יכולים לבחור מותג שנבדק בעבר6,7,8,10,11,12,13,14,15,16,22. עם זאת, לא כל מותג קל להשגה במדינות / אזורים מסוימים בשל תקנות היבוא של חומרים רפואיים. לכן, פיתחנו שיטות לבדוק את שיעורי ההתכווצות של צמנטים דנטליים זמינים, וחשוב לספק פרוטוקול חלופי הממזער את בעיית ההתכווצות. היתרון על פני פרוטוקול ציפוי הבסיס הנוכחי הוא עלייה בשיעור ההצלחה של הדמיית סידן עם כלים וצמנט שניתן להשיג בקלות במעבדות. המינסקופ של UCLA משמש כדוגמה, אך הפרוטוקול חל גם על מיניסקופים אחרים. בדוח זה, אנו מתארים הליך ממוטב של ציפוי בסיס וגם ממליצים על כמה אסטרטגיות להתאמת מערכת שתי עדשות המיניסקופ של UCLA (איור 2A). שתי דוגמאות להשתלה מוצלחת (n = 3 עכברים) ודוגמאות להשתלה כושלת (n = 2 עכברים) עבור תצורת שתי עדשות עם המיניסקופ של UCLA מוצגות יחד עם הדיונים מסיבות ההצלחות והכישלונות.

Protocol

כל ההליכים שבוצעו במחקר זה אושרו על ידי הוועדה הלאומית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת טייוואן (אישור מספר: NTU-109-EL-00029 ו- NTU-108-EL-00158). 1. הערכת שינוי נפח של צמנט דנטלי הערה: שינויים בנפח הצמנט הדנטלי מתרחשים במהלך תהליך הריפוי. בדוק את שינו…

Representative Results

הערכת שינוי נפח הצמנט הדנטלימכיוון שנפח הצמנט הדנטלי משתנה במהלך תהליך הריפוי, זה עשוי להשפיע באופן משמעותי על איכות ההדמיה, בהתחשב בכך שמרחק העבודה של עדשת GRIN הוא בערך 50 עד 350 מיקרומטר 4,8. לכן, שני צמנטים דנטליים זמינים מסחרית נבדקו במקרה זה, טמפר…

Discussion

הדו”ח הנוכחי מתאר פרוטוקול ניסויי מפורט עבור חוקרים המשתמשים במערכת UCLA Miniscope בעלת שתי עדשות. הכלים שתוכננו בפרוטוקול שלנו הם זולים יחסית לכל מעבדה המעוניינת לנסות הדמיית סידן in vivo . פרוטוקולים מסוימים, כגון הזרקה ויראלית, השתלת עדשות, ציפוי בסיס דמה וציפוי בסיס, יכולים לשמש גם עבור גרס…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי משרד המדע והטכנולוגיה, טייוואן (108-2320-B-002 -074, 109-2320-B-002-023-MY2).

Materials

0.7-mm drill bit  #19008-07 Fine Science Tools; USA for surgery
0.1–10 μl pipette tips 104-Q; QSP Fisher Scientific; Singapore for testing dental cement
20 G IV cathater #SR-OX2032CA Terumo Corporation; Tokyo, Japan for surgery
27 G needle AGANI, AN*2713R Terumo Corporation; Tokyo, Japan for surgery
AAV9-syn-jGCaMP7s-WPRE #104487-AAV9; 1.5*10^13 Addgene viral prep; MA, USA for viral injection
Atropine sulfate Astart; Hsinchu, Taiwan for surgery/dummy baseplating/baseplating
Baseplate V3 http://miniscope.org for dummy baseplating/baseplating
BLU TACK #30840350 Bostik; Chelsea, Massachusetts, USA Reusable adhesive clay; for surgery/dummy baseplating/baseplating
Bone Rongeur Friedman 13 cm Diener; Tuttlingen, Germany for baseplating
Buprenorphine INDIVIOR; UK for surgery
Carprofen Rimadyl Zoetis; Exton, PA analgesia
Ceftazidime Taiwan Biotech; Taiwan prevent infection
Data Acquisition PCB for UCLA Miniscope purchased on https://www.labmaker.org/collections/neuroscience/products/data-aquistion-system-daq for baseplating
Dental cement set Tempron GC Corp; Tokyo, Japan for testing dental cement
Dental cement set Tokuso Curefast Tokuyama Dental Corp.; Tokyo, Japan for testing dental cement/surgery/dummy baseplating/baseplating
Dual Lab Standard with Mouse and Rat Adaptors #51673 Stoelting Co; Illinois, USA for surgery/dummy baseplating/baseplating
Duratear ointment Alcon; Geneva, Switzerland for surgery/dummy baseplating/baseplating
Ibuprofen YungShin; Taiwan analgesia
Isoflurane Panion & BF Biotech INC.; Taoyuan, Taiwan for surgery/dummy baseplating/baseplating
Inscopix nVista System Inscopix; Palo Alto, CA for comparison with V3 UCLA Miniscope
Ketamine Pfizer; NY, NY for euthanasia
Normal saline for surgery
Micro bulldog clamps #12.102.04 Dimedo; Tuttlingen, Germany for lens implantation
Microliter Microsyringes, 2.0 µL, 25 gauge #88400 Hamilton; Bonaduz, Switzerland for viral injection
Molding silicone rubber ZA22 Thixo Zhermack; Badia Polesine, Italy for dummy baseplating
Objective Gradient index (GRIN) lens #64519 Edmund Optics; NJ, USA for dummy baseplating/baseplating
Parafilm #PM996 Bemis; Neenah, USA for dummy baseplating
Portable Suction #DF-750 Doctor's Friend Medical Instrument Co., Inc., Taichung, Taiwan for surgery
Relay GRIN lens #1050-002177 Inscopix; Palo Alto, CA, USA for dummy baseplating/baseplating
Stainless steel anchor screws 1.00 mm diameter, total length 3.00 mm for surgery
Stereo microscope #SL720 Sage Vison; New Taipei City, Taiwan for surgery/dummy baseplating/baseplating
Stereotaxic apparatus #51673 Stoelting; IL, USA for surgery/dummy baseplating/baseplating
UV Cure Adhesive #3321 Loctite; Düsseldorf, Germany for testing dental cement
V3 UCLA Miniscope purchased on https://www.labmaker.org/products/miniscope-complete-set-of-components for surgery/dummy baseplating/baseplating
Xylazine X1126 Sigma-Aldrich; St. Louis, MO for euthanasia
Xylocaine pump spray 10% AstraZeneca; Södertälje, Sweden for surgery

References

  1. Tian, L., Hires, S. A., Looger, L. L. Imaging neuronal activity with genetically encoded calcium indicators. Cold Spring Harbor Protocols. 2012 (6), 647-656 (2012).
  2. Grienberger, C., Konnerth, A. Imaging calcium in neurons. Neuron. 73 (5), 862-885 (2012).
  3. Dana, H., et al. High-performance calcium sensors for imaging activity in neuronal populations and microcompartments. Nature Methods. 16 (7), 649-657 (2019).
  4. Campos, P., Walker, J. J., Mollard, P. Diving into the brain: deep-brain imaging techniques in conscious animals. Journal of Endocrinology. 246 (2), 33-50 (2020).
  5. Ghosh, K. K., et al. Miniaturized integration of a fluorescence microscope. Nature Methods. 8 (10), 871-878 (2011).
  6. de Groot, A., et al. NINscope, a versatile miniscope for multi-region circuit investigations. Elife. 9, 49987 (2020).
  7. Aharoni, D., Hoogland, T. M. Circuit investigations with open-source miniaturized microscopes: past, present and future. Frontiers in Cellular Neuroscience. 13, 141 (2019).
  8. Resendez, S. L., et al. Visualization of cortical, subcortical and deep brain neural circuit dynamics during naturalistic mammalian behavior with head-mounted microscopes and chronically implanted lenses. Nature Protocols. 11 (3), 566-597 (2016).
  9. Aharoni, D., Khakh, B. S., Silva, A. J., Golshani, P. All the light that we can see: a new era in miniaturized microscopy. Nature Methods. 16 (1), 11-13 (2019).
  10. Lee, H. S., Han, J. H. Successful in vivo calcium imaging with a head-mount miniaturized microscope in the amygdala of freely behaving mouse. Journal of Visualized Experiments. (162), e61659 (2020).
  11. Cai, D. J., et al. A shared neural ensemble links distinct contextual memories encoded close in time. Nature. 534 (7605), 115-118 (2016).
  12. Chen, K. S., et al. A hypothalamic switch for REM and Non-REM sleep. Neuron. 97 (5), 1168-1176 (2018).
  13. Shuman, T., et al. Breakdown of spatial coding and interneuron synchronization in epileptic mice. Nature Neuroscience. 23 (2), 229-238 (2020).
  14. Jimenez, J. C., et al. Anxiety cells in a hippocampal-hypothalamic circuit. Neuron. 97 (3), 670-683 (2018).
  15. Hart, E. E., Blair, G. J., O’Dell, T. J., Blair, H. T., Izquierdo, A. Chemogenetic modulation and single-photon calcium imaging in anterior cingulate cortex reveal a mechanism for effort-based decisions. Journal of Neuroscience. , 2548 (2020).
  16. Gulati, S., Cao, V. Y., Otte, S. Multi-layer cortical Ca2+ imaging in freely moving mice with prism probes and miniaturized fluorescence microscopy. Journal of Visualized Experiments. (124), e55579 (2017).
  17. Zhang, L., et al. Miniscope GRIN lens system for calcium imaging of neuronal activity from deep brain structures in behaving animals. Current Protocols in Neuroscience. 86 (1), 56 (2019).
  18. Corder, G., et al. An amygdalar neural ensemble that encodes the unpleasantness of pain. Science. 363 (6424), 276-281 (2019).
  19. Liberti, W. A., Perkins, L. N., Leman, D. P., Gardner, T. J. An open source, wireless capable miniature microscope system. Journal of Neural Engineering. 14 (4), 045001 (2017).
  20. Lu, J., et al. MIN1PIPE: A miniscope 1-photon-based calcium imaging signal extraction pipeline. Cell Reports. 23 (12), 3673-3684 (2018).
  21. Giovannucci, A., et al. CaImAn an open source tool for scalable calcium imaging data analysis. Elife. 8, 38173 (2019).
  22. Lee, A. K., Manns, I. D., Sakmann, B., Brecht, M. Whole-cell recordings in freely moving rats. Neuron. 51 (4), 399-407 (2006).
  23. Burger, C., et al. Recombinant AAV viral vectors pseudotyped with viral capsids from serotypes 1, 2, and 5 display differential efficiency and cell tropism after delivery to different regions of the central nervous system. Molecular Therapy. 10 (2), 302-317 (2004).
  24. Royo, N. C., et al. Specific AAV serotypes stably transduce primary hippocampal and cortical cultures with high efficiency and low toxicity. Brain Research. 1190, 15-22 (2008).
  25. Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of Visualized Experiments. (65), e3564 (2012).
  26. Ziv, Y., et al. Long-term dynamics of CA1 hippocampal place codes. Nature Neuroscience. 16 (3), 264-266 (2013).
  27. Gargiulo, S., et al. Mice anesthesia, analgesia, and care, Part I: anesthetic considerations in preclinical research. ILAR journal / National Research Council, Institute of Laboratory Animal Resources. 53 (1), 55-69 (2012).
check_url/62611?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Hsiao, Y., Wang, A. Y., Lee, T., Chang, C. Using Baseplating and a Miniscope Preanchored with an Objective Lens for Calcium Transient Research in Mice. J. Vis. Exp. (172), e62611, doi:10.3791/62611 (2021).

View Video