מאמר זה מציג את הפרוטוקולים של אותות אופטיים flavoproteins מהותי autofluorescence הדמיה אותות ריח עורר פעילויות המפה על פני השטח של הנורה חוש הריח אצל עכברים.
במוח, גירויים חושיים מפעיל מופץ אוכלוסיות של נוירונים בין מודולים תפקודית אשר להשתתף קידוד של הגירוי. פונקציונלית טכניקות הדמיה אופטית הם יתרון לדמיין את הפעלת מודולים אלה בקורטקס הסנסורי עם רזולוציה מרחבית גבוהה. בהקשר זה, אותות אופטיים אנדוגני הנובעות המנגנונים המולקולריים הקשורים neuroenergetics הם מקורות חשובים של ניגוד להקליט מפות מרחבי של הגירוי החושי על פני שדות רחבים במוח מכרסמים.
כאן, אנו מציגים שתי טכניקות על בסיס השינויים של תכונות אופטיות אנדוגני של רקמת המוח במהלך ההפעלה. ראשית אותות אופטי פנימי (IOS) המיוצרים על ידי שינוי מקומי החזר אור אדום עקב: (i) קליטה על ידי שינויים ברמת החמצן בדם ואת נפח הדם (ii) פיזור פוטון. השימוש in vivo IOS להקליט מפות המרחבית החל באמצע 1980 של עם observatiעל מפות אופטי חביות זיף בחולדה ואת העמודות התמצאות החתול הראייה בקליפת 1. IOS הדמיה של פני השטח של הנורה מכרסם העיקרי חוש הריח (OB) בתגובה odorants הודגם מאוחר יותר על ידי הקבוצה של לארי כץ 2. הגישה השנייה מתבססת על אותות flavoprotein autofluorescence (FAS) בשל שינויים במצב חמזור אלה ביניים מטבולי המיטוכונדריה. ליתר דיוק, טכניקה מבוססת על הקרינה הירוק בשל מצב מחומצן של flavoproteins כאשר הרקמה הוא נרגש עם אור כחול. למרות אותות כאלה היו כנראה בין מולקולות ניאון המתועד הראשון לחקר פעילות המוח על ידי מחקרים חלוץ הסיכויים בריטון ועמיתיו 3, זה לא היה עד לאחרונה כי הם שימשו במשך מיפוי של הפעלת המוח in vivo. FAS הדמיה יושמה הראשון בקליפת החושית במכרסמים בתגובה לגירוי hindpaw על ידי קבוצה של Katsuei Shibuki 4.
מערכת ההרחה היא בעלת חשיבות מרכזית לקיומה של הרוב המכריע של המינים החיים משום שהיא מאפשרת איתור זיהוי יעיל של חומרים כימיים בסביבה (מזון טורפים). OB הוא ממסר הראשון של עיבוד מידע ההרחה במוח. הוא מקבל תחזיות מביא מן הנוירונים חושי הריח העיקרי לזהות מולקולות odorant נדיפים. כל נוירון חושי מבטא רק סוג אחד של קולטן odorant ונוירונים נושאת את אותו סוג של קולטן לשלוח תהליכים העצב שלהם מוגדרים היטב microregions אותו ~ 100μm 3 היוו של neuropil דיסקרטית, glomerulus חוש הריח (איור 1). בעשור האחרון, IOS הדמיה טיפחה את החיפושים התפקודי של OB 5, 6, 7, אשר הפך לאחד המבנים חושית למד ביותר. מיפוי של פעילות OB עם FAS הדמיה לא שבוצעה עד כה.
הנה, Wדואר להראות צעדים רצופים של פרוטוקול יעיל עבור IOS ו FAS הדמיה למפות ריח עורר פעילות OB העכבר.
במאמר זה אנו מציגים IOS ו FAS שיטות הדמיה עבור vivo בהקלטות של ריח עורר פעילות OB העכבר. כדי להשיג מטרה זו פשוטה יחסית וזולה רחב בתחום ההתקנה הדמיה אופטית הכרחי. הרכישה של דימות נתונים דורש אימון כדי לבצע את הניתוחים בסדר להימנע מכל פגיעה הדורה או רקמת המוח. בפרט, דימום גדול יהיה לקלוט פוטונים הדמיה רשמה בסופו של דבר את הניסוי.
אחד היתרונות של IOS ו FAS ההדמיה, כדי למנוע את הזריקה של קליעים נותבים ניאון, אשר עלול לגרום לרעילות הסלולר או תופעות לוואי בלתי רצויה. הן מאפשרות להתמודד עם בעיות על מפות הריח ובכך קידוד המרחבי של גירויים חושיים. בניגוד הדמיה 2-DeoxyGlucose, הם מספקים אפשרות ריחות תמונה מספר חיה אחת. עם זאת, מאז חדירת הפוטון מוגבל בתוך הרקמה, IOS ו FAS מוגבלים החלק הגבי של OBולא ניתן להקליט מאזורים הגחון.
אות אנדוגני הדמיה אופטית מציעה רזולוציה מרחבית מצוינת בתחום ההדמיה vivo. שיפורים טכניים חישובים דאגה כמותית של מרכיבי הדם של החזר אותות 8,9, כמו גם הדינמיקה של חמצון הדם ונפח במהלך הפעלת חושי 10. הדמיה Multiwavelength גישות IOS הדמיה מפותחים כיום במעבדה שלנו באופן מלא לכמת ריכוז המוגלובין חמצון הכולל ב OB במהלך הפעלת החושים. אלה מדידות אופטיות ספקטרוסקופיות הוסיף FAS הדמיה ייתן את ההזדמנות כדי להשיב את היחסים פתורות בין הדינמיקה של כלי הדם ואת תאיים במהלך ההפעלה החושית 11,12.
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי "סוכנות הידיעות הלאומית de la משוכלל ונדיר" מענק ANR-09-JCJC-0117-01 ו "Neuropôle דה משוכלל ונדיר Francilien-נרף" מענק רומן Chery. אנו מודים לפבר פרנסואז לפיתוח תוכנה ב + + C / Qt ו לורן פינו ובטיסט Janvier לעזרה בפיתוח ההתקנה הדמיה אופטית.
Name of The Regent | Company | Catalogue number |
Imalgene | Merial | |
Rompun | Bayer | |
Agarose, type III-A | Sigma-Aldrich | A9793-50G |
Hexanal 98% | Aldrich | 115606-100ML |