成年斑马鱼前脑活动的双光子钙成像

使用基因编码指示剂或合成染料的钙荧光成像一直是测量行为动物（包括非人灵长类动物、啮齿动物、鸟类和昆虫）神经元活动的有效方法¹。使用多光^{子成像可以}同时测量数百个细胞的活动，这些细胞在脑表面以下约800μm处^2,3。特定细胞类型的活性也可以通过在遗传定义的神经元群中表达钙指示剂来测量。成像方法在小型脊椎动物模型中的应用为跨大脑区域的神经元计算领域开辟了新的可能性。

斑马鱼是神经科学研究中广泛使用的模型系统。受精后 6 天左右的斑马鱼幼虫由于其微型大脑和透明的身体而被用于钙成像⁴.幼年斑马鱼（3-4周龄）也用于研究感觉运动通路的神经机制^5,6。然而，复杂行为（包括联想学习和社会行为）的最大表现水平是在年龄^{较大的 7,8} 岁时达到的。因此，需要一个可靠的方案来使用成像方法研究成年斑马鱼大脑中的多种认知功能。虽然斑马鱼幼虫和幼年斑马鱼可以嵌入琼脂糖中进行活体成像，但 2 个月或以上的成年斑马鱼在这种情况下会缺氧，并且身体太强壮而无法被琼脂糖限制。因此，需要外科手术来稳定大脑并使动物能够通过鳃自由呼吸。

在这里，我们描述了一种头枕协议，该协议涉及单个头杆的新颖设计。缩短的手术时间缩短了 25 分钟，是以前方法⁹ 的两倍。我们还描述了记录室（半六角形罐）、头部级和将两个部分组合在一起的快速锁定机构的设计⁹.最后，还描述了呈现沉浸式视觉刺激以研究视觉触发的大脑活动和行为的设置。总体而言，此处描述的程序可用于在头部束缚的成年斑马鱼的遗传定义的细胞群中进行双光子钙成像，从而能够研究各种行为范式中的大脑活动。