测量与小鼠社会行为相关的脑活动

测量与小鼠社会行为相关的脑活动
图1所示。无线大脑活动记录的示意图。当大脑中的神经元被激活时,莲花- v的生物发光颜色从青色变为绿色。莲花- v是一种嵌合蛋白,由生物发光蛋白(青色)、荧光蛋白(石灰绿色)和电压敏感结构域(灰色)组成。膜去极化诱导电压敏感结构域的构象变化,缩短了生物发光蛋白和荧光蛋白之间的距离。最终,能量传递的效率(即FRET)增加,灰绿色的强度增强(相反,青色的强度降低)。信贷:Takeharu Nagai

小鼠中存在的现有电生理和荧光脑成像技术通常是侵入性的,需要头部固定或电缆,并且不适合长期记录。虽然最近在自由移动动物中的成像方法的进步,但这些是对对社会行为的大脑相关的研究人员的主要限制。

大阪大学的研究人员开发了一种新的记录同时在多个,自由地移动。该方法基于最近的基于生物发光的基于生物发光的指标,称为“Lotus-V”。碱度编码莲花-V生物发光探针,这意味着它通过常见的基因表达系统(腺相关病毒)非侵入地递送至靶细胞。其信号来自细胞膜电压变化,反映了脑活动。

“Lotus-V方法报告了在自由移动小鼠的大脑活动,具有良好的敏感性和没有运动伪影,”相应作者Turnharu Nagai说。“更重要的是,它可以在社交互动期间测量主要视觉皮质中的动态变化大脑活动。”

Lotus-V应用于主要视觉皮质中的细胞;该区域是针对性的,因为已知响应运动活性和视觉刺激。Lotus-V信号改变反射神经活动以响应视觉刺激和运动活性,以及​​与其他小鼠的相互作用;当老鼠接近其他动物时,它的反应明显更高。此外,LOTUS-V信号不受附近其他小鼠发出的泄漏信号的影响,这意味着它忠实地反映了体内的大脑活动。

测量与小鼠社会行为相关的脑活动
图2.可视化同一笼子中多个自由移动小鼠的局部脑活动。左:在四只小鼠中,同时观察到来自初级视觉皮质(绿色)的生物发光。中心和右:伪彩色的运动轨迹,指示速度(中心)和脑活动(右)在同一笼子中自由地相互作用。信誉:大阪大学

“我们的方法成功地检测到浅层的活动- 这是大约300微米的深度,“研究的第一个作者Shigenori Inagaki说。”测试其在更深的大脑区域中记录的适用性是很重要的。“

虽然Lotus-V方法的时间分辨率足以调查动态由特定事件触发的活动,它尚不优于基于光纤的方法。

永井说:“这些结果可能会让社会神经生物学家非常兴奋。”“它的侵入性很小,不需要电缆或头部固定,适合在自由活动的动物身上进行长期记录,这意味着它也可能在其他广泛的研究领域中发挥作用。”


进一步探索

癫痫脑活动广泛使用的实验室小鼠

更多信息:Shigenori Inagaki等。成像局部大脑活动的多重移动小鼠共享相同的环境,科学报告(2019)。DOI: 10.1038 / s41598 - 019 - 43897 - x
期刊信息: 科学报告

由...提供大阪大学
引用:测量与小鼠的社会行为相关的脑活动(2019年5月28日)从HTTPS://medicalXpress.com/news/2019-05-brain-social-behavior-mice.html
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