老鼠Live-imaging技术视为促进大脑功能的研究和发展
俄勒冈大学科学家们看着住老鼠的大脑看到实时的处理感觉信息和一代的行为反应。
为此,研究人员开发出一种行表达了绿色荧光蛋白转基因小鼠的大脑神经元点亮活动。然后使用一个定制的大视场显微镜双镜头捕捉图像类似于人类什么功能磁共振成像的大脑。结合,技术允许他们想象活动在皮层,大脑的外表面。
“这就像是fMRI但更大的时间和空间分辨率,“Cristopher m . Niell说生物学系教授和UO神经科学研究所的成员。“我们可以想象进入大脑的感官输入,和随后的活动对应的决定和行为反应。我们看到整个流。”
广角成像方法的研究提供了一个新的工具,可以作为一座桥连接人类fMRI成像的老鼠生活探索的内在机制和遗传学大脑功能和发展,Niell和约瑟夫·b·Wekselblatt UO博士生说。
他们是两个四UO论文合著者,这是现在的新闻神经生理学杂志。
大规模的大脑成像是目前可能在较小的物种,如斑马鱼和线虫,但是他们缺乏皮层(顶层哺乳动物的大脑,认知、记忆、语言学习和运动行为发生。
荧光蛋白的可视化是有可能的,因为,GCaMP6,由霍华德休斯医学研究所的研究人员开发的。蛋白质含有钙传感器和神经元被激活时点亮。鼠标与生成的GCaMP6 UO被分发给世界各地的科学家通过存储库在缅因州杰克逊实验室。
的转基因小鼠可以跟随在他们的生活,使大脑功能变化的研究在较长一段时间,比如在学习任务。Niell说,它也打开了可能性,探索大脑问题与早期发展,青少年的行为,精神分裂症和与年龄相关的大脑的恶化。
人脑功能磁共振成像研究,专门研制的利用磁共振成像,允许研究人员精确定位特定的大脑区域是活跃在一定条件下通过测量血氧水平的变化。它不允许研究人员探究看到特定的神经元电路发生任务执行。
的最后一步新的mouse-imaging系统涉及到双光子成像,它允许研究人员放大看看单个神经元这是活动的。使用广角和双光子成像技术的结合,研究人员可以研究活动从brain-wide全球规模到单个神经元的当地的团体。
“我们提供感官inputs-moving图片引发决策的鼠标,“Niell说。“随着输入注册和行为开始,我们可以观看流整个大脑的活动。你看到这一切实时的速度很快,几乎想。”
“我们的方法比fMRI快,监测响应通常是用秒,“Wekselblatt说。“我们看到在一百毫秒内反应,我们可以看到信息流经皮层。你不能用功能磁共振成像。然后你可以看到后面的电路激活放大。
“在以前的研究中,你需要使用不同的动物在不同的时间他们的生活得到你想要的信息,”他说。“随着时间的推移,我们可以研究相同的小鼠观察模式如何改变当他们暴露于不同的变量,如压力或药物。”
通过发布他们的方法的创新方法论部分神经生理学杂志》上,作者期望它将允许其他研究人员使用的方法进行了广泛的研究大脑函数,从感官认知处理。
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