In vivo סידן הדמיה של עכבר גניציה גנגליון נוירון תגובות לגירויים טעם

מרכיב מרכזי במערכת הטעם ההיקפית של היונקים הוא גנגליון geniculate. בנוסף לכמה נוירונים סומטוסנסוריים המ innervate את הפינה של האוזן, geniculate מורכב מגופי התא של נוירונים gustatory innervating הלשון והחך הצפוניים. בדומה לנוירונים חושיים היקפיים אחרים, נוירוני הגנגליון הגנולטים הם פסאודו-חד קוטביים עם אקסון ארוך המקרין באופן היקפי לבלוטות הטעם, ובמרכז לגרעין גזע המוח של מערכת הבודדת¹. נוירונים אלה מופעלים בעיקר על ידי שחרור של ATP על ידי תאי קולטן טעם המגיבים לגירויים טעם בחלל הפה^2,3. ATP הוא נוירוטרנסמיטר חיוני עבור איתות טעם, קולטני P2rx לידי ביטוי על ידי נוירונים גנגליון gustatory נחוצים להפעלתם⁴. בהתחשב בכך שתאי קולטן הטעם מבטאים קולטני טעם ספציפיים עבור מודאליות טעם מסוימת (מתוק, מריר, מלוח, אומאמי, או חמוץ), ההשערה היא כי תגובות נוירון גנגליון gustatory טעם גירויים יהיה גם מכוון בקושי⁵.

הקלטות עצבים שלמות הראו הן את chorda tympani ואת העצבים פטרוסאלי מעולה גדול יותר לבצע אותות gustatory המייצגים את כל חמש שיטות הטעם כדי גנגליון geniculate^6,7. עם זאת, זה עדיין השאיר שאלות על הספציפיות של תגובות עצביות לטעם נתון: אם יש מודאליות טעם נוירונים ספציפיים, נוירונים פולימודליים, או תערובת של שניהם. הקלטות סיבים בודדים לתת מידע נוסף על הפעילות של סיבים בודדים רגישויות כימיות שלהם^8,9,10, אבל מתודולוגיה זו מוגבלת לאיסוף נתונים ממספר קטן של סיבים. באופן דומה, בהקלטות אלקטרופיזיולוגיות vivo של נוירוני גנגליון geniculate חולדה בודדים לתת מידע על התגובות של נוירונים בודדים^11,12,13, אבל עדיין מאבד את הפעילות של האוכלוסייה ומניב הקלטות נוירון מעט יחסית לכל חיה. על מנת לנתח את דפוסי התגובה של הרכבים עצביים מבלי לאבד את הפעילות של נוירונים בודדים, טכניקות חדשות צריך להיות מועסק.

הדמיית סידן, במיוחד באמצעות אינדיקטורים סידן מקודד גנטית כמו GCaMP, סיפק פריצת דרך טכנית זו^{14,15,16,17,18}. GCaMP משתמש בסידן כבא כוח לפעילות עצבית, הגדלת פלואורסצנטיות ירוקה ככל שרמות הסידן בתוך התא עולות. צורות חדשות של GCaMP ממשיכות להיות מפותחות כדי לשפר את יחס האות לרעש, להתאים קינטיקה מחייבת, ולהתאים לניסויים מיוחדים¹⁹. GCaMP מספק רזולוציית נוירון יחיד, שלא כמו הקלטת עצב שלמה, והוא יכול בו זמנית למדוד תגובות של הרכבים של נוירונים, שלא כמו סיב יחיד או הקלטת תא יחיד. הדמיית סידן של הגרעינים geniculate כבר סיפק מידע חשוב על פרופילי כוונון של נוירונים אלה בעכברים מסוג בר^16,20, וזיהה טעם היקפי חיווט פנוטיפים במניפולציה גנטית עכברים¹⁸.

אחד הקושיים העיקריים ליישם בטכניקות הדמיית סידן ויוו על גנגליון geniculate הוא שזה עטוף בתוך בולה טימפנית גרמית. על מנת לקבל גישה אופטית geniculate, ניתוח עדין נדרש כדי להסיר את שכבות העצמות, תוך שמירה על הגנגליון שלם. לשם כך, יצרנו מדריך זה כדי לעזור לחוקרים אחרים לגשת לגנגליון geniculate ולדמות את GCaMP מתווך תגובות פלואורסצנטיות של נוירונים אלה לטעום גירויים ב vivo.