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    Neuron:北京大学唐世明课题组实现清醒猴长时期双光子成像

    摘要 : 2017年2月16日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Neuron》杂志在线发表了北京大学生命科学学院唐世明课题组题为“Long-Term Two-Photon Imaging in Awake Macaque Monkey”的研究论文。

    亚美娱乐app www.yynm360.com 2017年2月16日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Neuron》杂志在线发表了北京大学生命科学学院唐世明课题组题为“Long-Term Two-Photon Imaging in Awake Macaque Monkey”的研究论文。研究报道实现清醒猴长时期双光子成像。博士生李明为该论文第一作者,唐世明研究员为论文通讯作者。

    双光子成像技术,能以单细胞至单突触分辨率,观察脑皮层大量神经元活动,近年来在神经科学领域获得广泛应用。猕猴在认知行为、脑结构及功能方面都接近于人类,是人类脑疾病、视觉认知及其他高级认知功能研究理想的模式动物 (Hubel and Wiesel, 1968; Gross et al., 1972; Desimone et al., 1984; Tanaka et al., 1991)。由于大动物存在脑表面组织增生严重、脑组织跳动大、基因编码探针的表达效率低等困难,清醒猴长时期的双光子成像一直未能实现,成为该领域研究的一个技术瓶颈。

    唐世明课题组通过在猴视觉皮层显微注射腺相关病毒(AAV),转入基因编码探针,实现了清醒猴长时期双光子成像。新设计的成像窗口能有效防止颅内感染及硬脑膜增生,保持长达数月的稳定光学质量。AAV介导的基因编码探针,包括钙探针GCaMP5和GCaMP6s (Akerboom et al., 2012 ; Chen et al., 2013),可以在猴视觉皮层获得长时期高效和稳定的表达。通过改进头部固定装置以及图像移动修正,获得了稳定的图像和高质量的神经活动信号,最终在清醒猴认知行为条件下,实现了稳定时间超过6个月的双光子成像。

    课题组还首次实现了在清醒猴双光子成像下,同时进行神经元胞内记录及单细胞电转等电生理研究及操作,证明了钙探针信号与神经元活动大范围的线性关系(10Hz - 150Hz),并能实现猴脑皮层神经元稀疏转染和树突成像。

    原文链接:

    Long-Term Two-Photon Imaging in Awake Macaque Monkey

    原文摘要:

    Successful application of two-photon imaging with genetic tools in awake macaque monkeys will enable fundamental advances in our understanding of higher cognitive function at the level of molecular and neuronal circuits. Here we report techniques for long-term two-photon imaging in awake macaque monkeys. Using genetically encoded indicators including GCaMP5 and GCaMP6s delivered by AAV2/1 into the visual cortex, we demonstrate that high-quality two-photon imaging of large neuronal populations can be achieved and maintained in awake monkeys for months. Simultaneous intracellular recording and two-photon calcium imaging confirm that fluorescence activity is linearly proportional to neuronal spiking activity across a wide range of firing rates (10 Hz to 150 Hz). By providing two-photon imaging access to cortical neuronal populations at single-cell or single dendritic spine resolution in awake monkeys, the techniques reported can help bridge the use of modern genetic and molecular tools and the study of higher cognitive function.

    来源: Neuron 浏览次数:0

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