Mikroskopie durch Faserbündel

Aufnahme und Manipulation der Nervenaktivität in sich frei verhaltenden Ratten

Langfristige Bildgebung und optogenetische Manipulation der neuronalen Aktivität können dazu beitragen, die zugrundeliegenden Schaltkreise des Gehirns zu verstehen. Darüber hinaus kann die Korrelation der optischen Messungen mit Verhaltensbeobachtungen Aufschluss über die spezifische Funktion der einzelnen Neuronen geben. Zu diesem Zweck haben mehrere Gruppen 1- und 2-Photonen-Fasermikroskope für die Bildgebung und holographische Photoaktivierung in sich frei verhaltenden Mäusen entwickelt. Es gibt jedoch keine Berichte über Verhaltensexperimente mit einem Fasermikroskope.

Um diese Idee zu verfolgen, entwickeln wir in Zusammenarbeit mit Hiroshi Ito ein neuartiges System zur Abbildung einzelner Neuronen in frei lebenden Ratten, während sie photoaktiviert oder gehemmt werden. Die 1-Photonen-Weitfeld-Fluoreszenz von GCaMP7f- oder jRGECO1-exprimierenden Zellen wird mit einer Kamera zusammen mit einer Bildfaser und einer Gradientenindexlinse (GRIN) aufgenommen. Mit Hilfe eines räumlichen Lichtmodulators (SLM) wollen wir einzelne Neuronen selektiv photoaktivieren oder hemmen. Um die stressbedingte Spannung in der Faser zu überwinden, während sich die Tiere bewegen, haben wir einen Kommutator gebaut, der das Sichtfeld rotationsinvariant macht.