多功能神经科学技术的适应性角度立体定向方法
Özet
这里描述的是一个立体定向程序，可以使用角冠状动脉方法瞄准具有挑战性和难以到达的大脑区域（由于空间限制）。该协议适用于小鼠和大鼠模型，可应用于多种神经科学应用，包括冠状植入和病毒结构的微射。
Abstract
立体手术是现代神经科学实验室的重要工具。然而，精确和准确地瞄准难以到达的大脑区域的能力仍然面临挑战，尤其是在瞄准中线沿线的大脑结构时。这些挑战包括避免优越的下垂鼻窦和第三心室，以及持续瞄准选择性和离散性脑核的能力。此外，更先进的神经科学技术（例如光遗传学、纤维光子光子测量和双光子成像）依赖于有针对性地将重要的硬件植入大脑，而空间限制是一个常见的障碍。这里介绍了一个可修改的协议，用于使用角冠状方法对啮齿动物大脑结构进行立体定向定位。它可以适应1）小鼠或老鼠模型，2）各种神经科学技术，和3）多个大脑区域。作为一个具有代表性的例子，它包括用于针对小鼠下丘脑腹腔核（VMN）的立体定向坐标的计算，用于光遗传抑制实验。此过程从腺相关病毒 （AAV） 的双边微注射开始，将光敏氯化物通道 （SwiChR+） 编码为依赖克雷的鼠标模型，然后对光纤冠状腺进行倾斜的双边植入。使用这种方法，研究结果显示，对胰岛素引起的低血糖进行完整的葡萄糖反调节反应需要激活一组VMN神经元。
Introduction
行为、喂养和新陈代谢的神经控制涉及高度复杂、综合和冗余神经导路的协调。神经科学领域的一个驱动目标是剖析神经元回路结构和功能之间的关系。虽然经典的神经科学工具（即病变、局部药理注射和电刺激）已经发现了关于控制行为和新陈代谢的特定大脑区域的作用的重要知识，但这些工具由于缺乏特异性和可逆性而受到限制。
神经科学领域的最新进展大大提高了以具有高空间分辨率的细胞类型特定方式询问和操纵电路功能的能力。例如，光遗传学2 和化学遗传学3 方法允许快速和可逆地操纵基因定义的自由移动动物细胞类型的活动。光遗传学涉及使用光敏离子通道，称为通道红花素，以控制神经元活动。这项技术的关键是通道红霉素的基因传递和光源来激活蛋白。基因传递的常见策略是通过1）基因工程小鼠在离散神经元中表达Cre-重组的组合，以及2）对Cre依赖性病毒载体编码通道罗多普辛的组合。
虽然光遗传学提供了一个优雅，高度精确的手段来控制神经元活动，该方法取决于病毒载体和纤维光定位到一个定义的大脑区域的成功立体战术微投射。虽然立体定向程序在现代神经科学实验室中是司空见惯的（并且有几个优秀的协议描述这个程序）4，5，6，能够一致和可重复地瞄准中线沿线的离散大脑区域（即平庸的下丘脑，一个大脑区域，对调节家居功能至关重要7）提出了额外的挑战。这些挑战包括避免优越的下垂鼻窦，第三心室，和相邻的下丘脑核。此外，抑制研究所需的双边硬件植入存在重大空间限制。考虑到这些挑战，此协议提出了一个可修改的程序，通过角度立体定向方法定位离散的大脑区域。
Protocol
Representative Results
Discussion
神经科学的最新进展支持了对大脑神经导路的活动和功能的深入洞察和理解。这包括应用光遗传学和化学遗传学技术来激活或静音离散神经元群及其在体内的投影位点。最近，这包括开发基因编码钙指标（如GCaMP，RCaMP）和其他荧光生物传感器（如多巴胺，去甲肾上腺素），用于在自由移动的动物中在定义细胞类型中活体记录神经元活动。然而，这些技术的有效应用依赖于成功的立体定向手术来瞄…
Açıklamalar
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所（NIDDK）的支持，该研究所授予F31-DK-113673（C.L.F.）、T32-GM-095421（C.L.F.）、DK-089056（G.J..M） #1-19-IBS-192授予G.J.M）和NIDDK资助的营养肥胖研究中心（DK-035816）、糖尿病研究中心（DK-017047）和糖尿病， 华盛顿大学肥胖与代谢培训助学金 T32 DK0007247 （T.H.M） 。
Materials
| Fiberoptic Cannulae | Doric Lenses | MFC_200/230-0.57_###_MF1.25_FLT | Customizable |
| Kopf Model 1900 Stereotaxic Alignment System | Kopf | Model 1900 | |
| Kopf Model 1900-51 Center Height Gauge | Kopf | Model 1900-51 | |
| Kopf Model 1905 Alignment Indicator | Kopf | Model 1905 | |
| Kopf Model 1911 Stereotaxic Drill | Kopf | Model 1911 | |
| Kopf Model 1915 Centering Scope | Kopf | Model 1915 | |
| Kopf Model 1922 60-Degree Non-Rupture Ear Bars | Kopf | Model 1922 | |
| Kopf Model 1923-B Mouse Gas Anesthesia Head Holder | Kopf | Model 1923-B | |
| Kopf Model 1940 Micro Manipulator | Kopf | Model 1940 | |
| Micro4 Microinjection System | World Precision Instruments | — | |
| Mouse bone screws | Plastics One | 00-96 X 1/16 | |
| Stereotaxic Cannula Holder, 1.25mm ferrule | Thor Labs | XCL | |
| Surgical Drill | Cell Point Scientific | Ideal Micro Drill |
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