Au cours du développement, les neurones dendrites élaborés dans les modèles ramifiés complexes mais stéréotypés pour former des synapses avec leurs partenaires présynaptiques. des motifs de ramification dendritique sont en corrélation avec l'identité et la fonction neuronale. Les emplacements des arbres dendritiques déterminent le type d'entrées présynaptiques qu'ils reçoivent, tandis que le dendritique ramification complexité et sur le terrain tailles régissent le nombre d'entrée. Ainsi, les propriétés morphologiques dendritiques sont des facteurs déterminants pour la connectivité synaptique et calcul neuronal. Dans de nombreuses régions de cerveaux complexes, tels que les mouches lobes optiques et la rétine des vertébrés, des circuits synaptiques sont organisés en colonnes et en couches pour faciliter le traitement des informations ^{1, 2.} Dans une telle organisation de la colonne et de la couche, les neurones présynaptiques d'un distinctes axones du projet de modalité de mettre fin à une couche spécifique (que l'on appelle le ciblage spécifique de la couche) et pour former un tableau à deux dimensions ordonnée (soi-called carte topographique), tandis que les neurones post-synaptiques étendent dendrites de tailles appropriées dans les couches spécifiques pour recevoir des entrées présynaptiques des types et nombres corrects. Alors que axonale ciblage des couches et des colonnes a été bien étudié ^{3, 4,} on sait beaucoup moins sur la façon dont les dendrites sont acheminés vers des couches spécifiques et à développer de manière appropriée dimensionnées champs récepteurs pour former des connexions synaptiques avec les partenaires présynaptiques corrects ^5. La difficulté de l'imagerie et dendritique quantifier le ciblage des couches et des colonnes a entravé l'étude du développement dendritique dans les structures cérébrales colonnaires et stratifiés.

Neurones médullaires drosophile sont un modèle idéal pour étudier le routage dendritique et assemblage de circuits dans les colonnes et les couches. Neuropile mouche rachidien est organisé en un réseau 3D de 10 couches et approximativement 750 colonnes. Chaque colonne est innervé par un ensemble de afférences, y compris photoreceptors R7 / R8 et les neurones de lamina L1 – L5, dont les bornes axonale former des cartes topographiques d'une manière spécifique à la couche ^6. Environ 38 types de neurones médullaires sont présents dans chaque colonne rachidien et dendrites élaborées dans des couches spécifiques et avec des tailles de champs appropriés pour recevoir des entrées de ces afférences ^7. Les circuits synaptiques dans les rachidien ont été reconstruits à l'échelle microscopique électronique; ainsi, les partenariats synaptiques sont bien établis ^{7, 8.} En outre, des outils génétiques pour le marquage de différents types de neurones sont disponibles médulla ^{9, 10, 11.} En examinant les trois types de transmedulla (TM), les neurones (Tm2, et TM9 TM20), nous avons précédemment identifié deux attributs type de cellule spécifique dendritiques: (i) neurones Tm projettent dendrites soit dans la direction antérieure ou postérieure (plane projdirection d'ection), en fonction des types cellulaires et de (ii) dendrites des neurones médulla se terminent dans les couches de la médulla spécifiques de façon type de cellule spécifique (terminaison spécifique couche) ^12. Planar direction de projection et de terminaison spécifique à couche sont suffisantes pour différencier ces trois types de neurones Tm, alors que les mutations qui perturbent les réponses Tm à la couche et de colonne indices affectent aspects distincts de ces attributs.

Ici, nous présentons un flux de travail complet pour l' analyse de la structuration dendritique des neurones médullaires drosophile dans les colonnes et les couches (figure 1). Tout d'abord, nous montrons une méthode d'imagerie à double sens, qui utilise un logiciel personnalisé pour combiner deux images confocal piles pour générer des images isotropes de haute qualité. Cette méthode ne nécessite que la microscopie confocale conventionnelle pour produire des images de haute qualité qui permettent la traçabilité fiable des branches dendritiques, sans avoir recours à la microscopie de super-résolution, une telles STED (émission stimulée Depletion) ou illumination structurelle. Deuxièmement, nous présentons une méthode pour le traçage des tonnelles dendritiques et pour enregistrer les traces de neurites résultant à une matrice de colonne de référence. Troisièmement, nous montrons les méthodes de calcul permettant d'extraire des informations sur la direction de projection plane et la terminaison spécifique de la couche de dendrites, ainsi que pour dériver des estimations pour ramifier et de terminaison de fréquences dendritiques. Ensemble, ces procédés permettent la caractérisation des modèles en 3D dendritiques, la classification des types de cellules sur la base des morphologies dendritiques, ainsi que l'identification des éventuels défauts dans les mutants.