Inscopix系列的大腦超微鈣成像系統(tǒng)一般用在嚙齒類動(dòng)物身上的居多,因?yàn)樵O(shè)備體積小,重量輕,且在實(shí)驗(yàn)時(shí)動(dòng)物可以自由活動(dòng)而成像質(zhì)量不受影響,因此受到了很多神經(jīng)科學(xué)研究者的青睞。
但在最近的一篇來(lái)自Inscopix公司和美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員在bioRxiv上發(fā)表的文章則描述了inscopix nVista頭戴式顯微鈣成像設(shè)備應(yīng)用在獼猴身上的研究,該研究將兩個(gè)inscopix鈣成像設(shè)備埋植在獼猴左右兩側(cè)的大腦上,對(duì)采集到的鈣離子活動(dòng)信號(hào)通過(guò)數(shù)學(xué)模型的分析解碼,實(shí)現(xiàn)了將神經(jīng)信號(hào)與行為動(dòng)作的解讀關(guān)聯(lián)。實(shí)驗(yàn)方法并不復(fù)雜,并且還實(shí)現(xiàn)在清醒可自由動(dòng)作的靈長(zhǎng)類動(dòng)物上。下面我們對(duì)這篇文章的實(shí)驗(yàn)及分析過(guò)程進(jìn)行介紹。
格羅貝爾生物科技公司(美國(guó)Global Bietech Inc)是Inscopix進(jìn)入中國(guó)后于2017年首次且始終授權(quán)的中國(guó)代理商,擁有幾十家國(guó)際國(guó)內(nèi)一流科研水平的實(shí)驗(yàn)室用戶服務(wù)經(jīng)驗(yàn)。始終如一高水平售后技術(shù)服務(wù)是您完成此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的根本保障,請(qǐng)?jiān)谫?gòu)買前與我們做更深入的技術(shù)咨詢和交流!
文章首先對(duì)在獼猴頭上安裝頭戴式微型顯微內(nèi)窺鏡的手術(shù)操作進(jìn)行了講解,手術(shù)環(huán)節(jié)分為兩個(gè)部分,第一是將病毒注射到感興趣的大腦區(qū)域以表達(dá)經(jīng)過(guò)基因編輯的鈣指示蛋白,第二個(gè)是將長(zhǎng)期型內(nèi)窺透鏡植入到目標(biāo)位置(圖1)。
對(duì)于獼猴皮質(zhì)中表達(dá)鈣指示蛋白,他們采用了兩種基于AAV的
略(圖1B),一種是使用傳統(tǒng)AAV表達(dá)實(shí)現(xiàn)基于GCaMP的鈣成像,第二種是將兩種病毒混合在一起構(gòu)成AAV Tet-Off病毒系統(tǒng)。與常規(guī)策略相比,該系統(tǒng)可在較短時(shí)間內(nèi)表達(dá)較高水平的GCaMP,它的GCaMP表達(dá)是TET依賴的,因此對(duì)動(dòng)物施用強(qiáng)力霉素可暫時(shí)抑制GCaMP的表達(dá),這對(duì)于在長(zhǎng)期成像中防止發(fā)生過(guò)度表達(dá)很重要。經(jīng)過(guò)試驗(yàn),這兩種方法均可在皮質(zhì)中產(chǎn)生足夠的GCaMP6f表達(dá),并在皮質(zhì)各個(gè)位置均有充分分布。觀察表達(dá)GCaMP的細(xì)胞的形態(tài),發(fā)現(xiàn)在CaMK2a病毒參與下,蛋白表達(dá)偏向于興奮性錐體神經(jīng)元;而在Tet-Off病毒系統(tǒng)下,則偏于泛神經(jīng)元表達(dá),這與以前的報(bào)道一致。與傳統(tǒng)只表達(dá)CaMK2a病毒相比,Tet-Off病毒系統(tǒng)在注射后的相同時(shí)間點(diǎn)可以觀察到更高的表達(dá)水平。
他們將成像區(qū)域定為大腦左右兩側(cè)的背外側(cè)運(yùn)動(dòng)前皮層(PMd)前肢區(qū)域,依靠實(shí)驗(yàn)前掃描得到的猴腦MRI圖像以及標(biāo)準(zhǔn)解剖圖集對(duì)猴腦建立立體圖像以確定實(shí)驗(yàn)坐標(biāo)。在左半球的PMd,注入Tet-Off病毒系統(tǒng)的兩種病毒;在右半球PMd,注入AAV1.CaMK2a.GCaMP6f。實(shí)驗(yàn)中對(duì)病毒注射位點(diǎn)拍照記錄,在顱骨上做基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記,并在硬腦膜切開處使用人工硬腦膜以防止切口處軟腦膜和蛛網(wǎng)膜上的心血管生成,這樣在后續(xù)埋植透鏡時(shí)能更準(zhǔn)確地找到病毒注射位置。在腦中植入的是斜端面透鏡,植入位置在皮質(zhì)下面2mm處,在猴顱骨上擰入骨螺釘,將埋入的透鏡,顯微鏡底座,以及一個(gè)定制的可以包住整個(gè)埋植透鏡的帶蓋腔室,一起用水泥/丙烯酸樹脂固定在頭骨上(圖1A)。由于顱骨切口完全用/丙烯酸樹脂密封,植入物感染風(fēng)險(xiǎn)低,幾乎不需要維護(hù)。一旦完成上述兩個(gè)手術(shù)步驟,就可以對(duì)動(dòng)物進(jìn)行鈣成像觀察記錄了。
圖1,獼猴背外側(cè)運(yùn)動(dòng)前皮質(zhì)的細(xì)胞分辨率成像。
細(xì)胞級(jí)別分辨率的鈣成像
透鏡植入手術(shù)后大約兩周就可以觀察細(xì)胞鈣活動(dòng)。這種頭戴式微型顯微鏡和植入設(shè)計(jì)的主要優(yōu)勢(shì)在于,它操作簡(jiǎn)單,插上顯微鏡即可觀察。放置顯微鏡時(shí),猴子可舒適的坐在工學(xué)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)靈長(zhǎng)類動(dòng)物椅子上,頭部被暫時(shí)限制活動(dòng)以完成微型顯微鏡對(duì)接,將軟墊靠在猴頭側(cè)面,將腔蓋拿開,取下微型鏡底板上的保護(hù)蓋,將微型鏡對(duì)接至底板,擰緊固定螺釘,不到2分鐘即可完成整個(gè)操作,然后放開動(dòng)物頭部開始成像。
在透鏡植入兩周后進(jìn)行的第一個(gè)成像過(guò)程中,研究人員觀察到了表達(dá)GCaMP的細(xì)胞和相應(yīng)的細(xì)胞鈣活動(dòng),實(shí)驗(yàn)猴進(jìn)行伸手任務(wù),成像觀察4周后,活動(dòng)細(xì)胞數(shù)量開始上升并達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的值(圖1C-F)。成像過(guò)程中,動(dòng)物頭部完全不受約束,可自由移動(dòng)和咀嚼食物。盡管實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的下頜,頭部和身體有明顯的運(yùn)動(dòng),但成像視野還是非常穩(wěn)定的,僅通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的剛性平動(dòng)校正算法就可在整個(gè)記錄過(guò)程中精確記錄幀。實(shí)驗(yàn)期間,在所有記錄的視頻幀中,應(yīng)用校正值的中位數(shù)為0.75μm,比成像細(xì)胞的平均大小要小一個(gè)數(shù)量級(jí)。運(yùn)動(dòng)校正后,頭部運(yùn)動(dòng)與視野平移之間的微小誤差可以完全緩解。
數(shù)據(jù)分析使用了CNMFe(constrained nonnegative matrix factorization,一種用于從單光子微內(nèi)窺鏡鈣成像數(shù)據(jù)中識(shí)別細(xì)胞的常用算法)來(lái)識(shí)別單個(gè)細(xì)胞并提取其細(xì)胞鈣活動(dòng)。在展示的左半球記錄示例中,算法確定了106個(gè)單細(xì)胞(圖1C-D)。鈣事件具有足以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)事件檢測(cè)算法的信噪比,且鈣離子活動(dòng)符合預(yù)期的典型模式,有快速上升和指數(shù)衰減的特性(圖1E)。在這個(gè)記錄里(圖1F),整個(gè)神經(jīng)元群中測(cè)到的信噪比和事件發(fā)生率均與在嚙齒動(dòng)物模型的鈣成像研究中通常觀察到結(jié)果相似。右半球PMd的成像細(xì)胞明顯減少,可能是由于透鏡相對(duì)于表達(dá)GCaMP的細(xì)胞區(qū)域的放置位置不是最佳。但從這些細(xì)胞中檢測(cè)到的鈣事件與從左半球細(xì)胞中觀察到的信噪比和事件發(fā)生率是相似的。
在長(zhǎng)期鈣活動(dòng)記錄中追蹤單個(gè)神經(jīng)元群
研究人員在不到8個(gè)月中一共進(jìn)行了66次成像記錄,在開始4個(gè)月中連續(xù)進(jìn)行了42次記錄(圖2A),之后暫停。動(dòng)物全身注射熒光染料以進(jìn)行鎮(zhèn)靜血流成像,經(jīng)一個(gè)月后,恢復(fù)了鈣活動(dòng)成像,但血液熒光染料完全干擾了檢測(cè)GCaMP熒光信號(hào)的能力。研究人員在第6個(gè)月繼續(xù)進(jìn)行鈣成像,測(cè)試Dox給藥對(duì)測(cè)得的鈣活動(dòng)的影響。從第0天到第76天的32個(gè)成像階段中(圖2A),結(jié)果令人滿意,總體成像質(zhì)量和鈣活動(dòng)保持穩(wěn)定(圖2B-C)。左半球PMd中識(shí)別出的細(xì)胞數(shù)在間隔的記錄之間波動(dòng),但總體相對(duì)穩(wěn)定,記錄細(xì)胞中位數(shù)為104個(gè) [四分位數(shù)IQR 91-113] (圖2B)。信噪比和檢出鈣事件率在各試驗(yàn)記錄中也是相對(duì)穩(wěn)定的,在右半球PMd的成像細(xì)胞中也觀察到了相似的穩(wěn)定性(圖2C)。
比較左右半球細(xì)胞群在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的鈣事件衰減,發(fā)現(xiàn)左半球的衰減明顯比右半球慢,這在兩個(gè)半球的SNR參數(shù)相同的情況下,表明左半球高表達(dá)GCaMP的細(xì)胞數(shù)量比右半球多,這也與組織學(xué)結(jié)果一致,表明在注射后的相同時(shí)間點(diǎn),Tet-Off病毒系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生比常規(guī)CaMK2a病毒策略更高水平的表達(dá)。鑒于GCaMP過(guò)度表達(dá)會(huì)引發(fā)癲癇和細(xì)胞毒性,因此對(duì)于長(zhǎng)期成像實(shí)驗(yàn)而言,將表達(dá)水平保持在合理范圍內(nèi)非常重要。研究人員另外測(cè)試了Dox給藥對(duì)測(cè)得的鈣動(dòng)力學(xué)的影響。如預(yù)期的那樣,Dox的使用導(dǎo)致GCaMP表達(dá)水平顯著降低。使用Dox 8天后停用3天,鑒定出的細(xì)胞數(shù)量從75減少到0,施加Dox還會(huì)加快鈣事件的衰減。停用Dox大約40天后,整個(gè)視野的平均熒光,鑒定的細(xì)胞數(shù)量和熒光衰減都恢復(fù)到Dox之前的水平。在第一次記錄算起的第8個(gè)月進(jìn)行的成像記錄中,成像質(zhì)量,鈣動(dòng)力學(xué)和事件發(fā)生率與前4個(gè)月記錄的結(jié)果相當(dāng)。這些結(jié)果表明,Tet-Off病毒策略表達(dá)GCaMP可在長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的長(zhǎng)期成像中將指示蛋白表達(dá)維持在可接受水平內(nèi)。
圖2,鈣成像穩(wěn)定性和神經(jīng)元的縱向跟蹤。
因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中的成像質(zhì)量和鈣活動(dòng)檢測(cè)的整體穩(wěn)定性比較好,研究人員嘗試追蹤單個(gè)神經(jīng)元,這是鈣成像相比電生理的主要優(yōu)勢(shì)。對(duì)兩個(gè)在不同時(shí)間點(diǎn)記錄的鈣活動(dòng)錄像,他們首先用CNMFe提取兩次記錄中的細(xì)胞圖,記錄細(xì)胞位置,這樣每個(gè)細(xì)胞就有相對(duì)于其他細(xì)胞的相對(duì)位置(圖2D)。通過(guò)計(jì)算兩組數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)位置,檢測(cè)推算其中的相同細(xì)胞?臻g相關(guān)性分?jǐn)?shù)高于閾值的細(xì)胞對(duì)被推定為相同細(xì)胞。對(duì)于圖示的記錄匹配,實(shí)驗(yàn)方法能夠?qū)⒌?9天成像的細(xì)胞中的63%識(shí)別為第36天成像的相同細(xì)胞。在對(duì)所有成像進(jìn)行計(jì)算后,在最小間隔1-4天的記錄中,有中值約為70%的細(xì)胞可確認(rèn)為同一細(xì)胞,在間隔67-73天的記錄中,有約40%為同一細(xì)胞(圖2E)。進(jìn)一步嘗試是否可以通過(guò)多個(gè)連續(xù)的成像記錄而不是簡(jiǎn)單地通過(guò)任何兩個(gè)記錄來(lái)追蹤相同神經(jīng)元。實(shí)驗(yàn)研究了7個(gè)成像記錄的集合,跨越大約3周時(shí)間,應(yīng)用自定義縱向匹配算法(圖2F),在多個(gè)成像記錄中跟蹤相同的神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)有68個(gè)細(xì)胞只在一個(gè)記錄里活躍,有17個(gè)細(xì)胞7個(gè)記錄里都活躍。這些結(jié)果證實(shí)了這種成像方法可以在數(shù)月的時(shí)間里對(duì)活動(dòng)獼猴腦中大量神經(jīng)元鈣活動(dòng)進(jìn)行成像,且成像質(zhì)量具有足夠的穩(wěn)定性,可以長(zhǎng)時(shí)間縱向追蹤單個(gè)神經(jīng)元。
綜合神經(jīng)元鈣活動(dòng),解碼自然伸手動(dòng)作
接下來(lái),研究人員將神經(jīng)元的鈣離子活動(dòng)與動(dòng)物動(dòng)作進(jìn)行直接關(guān)聯(lián)。首先訓(xùn)練動(dòng)物的伸手動(dòng)作,在動(dòng)物面前有左右兩個(gè)位置,隨機(jī)交替放置食物獎(jiǎng)勵(lì),動(dòng)物伸手取食(圖3A)。根據(jù)先前的電生理實(shí)驗(yàn)研究,預(yù)期是在動(dòng)物伸出左手或右手時(shí),其神經(jīng)元活動(dòng)對(duì)其伸手方向有選擇性活躍,對(duì)側(cè)手臂活動(dòng)對(duì)神經(jīng)活動(dòng)有響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了期望,在圖表展示的左半球記錄中,動(dòng)物正用右臂伸手,幾個(gè)神經(jīng)元在向區(qū)域1和區(qū)域2伸手期間,鈣離子活動(dòng)均有增加且發(fā)生鈣事件的可能性更高,其他細(xì)胞則表現(xiàn)出對(duì)伸手到區(qū)域1相比區(qū)域2有更多的鈣活動(dòng),反之亦然。圖表的三個(gè)示例清楚地展示了神經(jīng)元獨(dú)特的選擇傾向(圖3B),無(wú)論是鈣事件還是在鈣離子活動(dòng)變化上。
在示例記錄里可觀察到,整個(gè)成像細(xì)胞群體的鈣活動(dòng)變化與伸手動(dòng)作調(diào)節(jié)的多樣性,大多數(shù)細(xì)胞表現(xiàn)出與一個(gè)或兩個(gè)伸手方向相關(guān)的活躍變化(圖3C)。研究人員計(jì)算了一個(gè)調(diào)整指數(shù),來(lái)捕捉每個(gè)細(xì)胞在整個(gè)細(xì)胞群中對(duì)伸手方向的選擇性程度(圖3D)。實(shí)驗(yàn)完成后,他們用該指數(shù)將細(xì)胞分為1區(qū)選擇性,2區(qū)選擇性和非選擇性細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)在78個(gè)細(xì)胞中有35個(gè)為選擇性細(xì)胞,1區(qū)占20%,2區(qū)占17%。他們將這種方法應(yīng)用每個(gè)記錄中,發(fā)現(xiàn)在不同記錄中存在相同比例細(xì)胞對(duì)區(qū)域1和區(qū)域2有選擇性(圖3E)。將所有記錄里的細(xì)胞用該指數(shù)分類,然后將經(jīng)過(guò)分類細(xì)胞的分布重新映射到大腦的成像視野里,評(píng)估PMd是否在空間上組織了伸手方向的選擇性(圖3F)。在這些選擇性映射圖中,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何明顯的空間組織。為了測(cè)試具有類似選擇性的細(xì)胞是否傾向于分布位置更靠近一些,研究人員計(jì)算了一個(gè)聚類指標(biāo),即最鄰近細(xì)胞具有相似選擇性的頻率。度量值顯著大于0.5表明類似選擇性細(xì)胞群集。對(duì)于圖3F中所示的記錄,聚類指標(biāo)為0.57,但與0.5沒(méi)有顯著差異。本研究中使用的GRIN斜端面透鏡允許同時(shí)成像散布在多個(gè)皮質(zhì)層上的細(xì)胞。在評(píng)估了方向選擇性細(xì)胞所占比例與特定皮質(zhì)層的關(guān)系后結(jié)果發(fā)現(xiàn),在視野內(nèi)皮質(zhì)的全部深度上,具選擇性細(xì)胞的比例相當(dāng)均勻。
圖3,方向選擇性鈣動(dòng)力學(xué)和伸手行為的解碼。
考慮到所記錄的細(xì)胞群中對(duì)伸手位置選擇性的鈣活動(dòng),研究人員猜想是否可以用細(xì)胞群體鈣活動(dòng)經(jīng)多次試驗(yàn)來(lái)逐步解碼動(dòng)物伸手方向。使用偏最小二乘判別分析和留一法交叉驗(yàn)證,從400 ms(幀長(zhǎng)度100 ms)記錄里所有被識(shí)別細(xì)胞的連續(xù)鈣活動(dòng)變化中解碼伸手方向(圖3G)。解碼結(jié)果的準(zhǔn)確率遠(yuǎn)大于隨機(jī)水平,并在手進(jìn)入相應(yīng)選擇區(qū)域時(shí)達(dá)到峰值。不同記錄之間的解碼準(zhǔn)確性保持穩(wěn)定。盡管相對(duì)于連續(xù)鈣活動(dòng)記錄,鈣事件數(shù)據(jù)量較少,但基于鈣事件解碼的準(zhǔn)確性也大大超過(guò)隨機(jī)概率(圖3G)。如同預(yù)期,解碼精度取決于訓(xùn)練解碼器所用的信元數(shù)量,即便只有一個(gè)訓(xùn)練信元,準(zhǔn)確性依然高于隨機(jī)水平。
跟蹤隨時(shí)間變化的細(xì)胞群體鈣離子活動(dòng)與動(dòng)物行為之間的關(guān)系
已經(jīng)確定猴腦左右半球PMd神經(jīng)元鈣離子活動(dòng)均表現(xiàn)出對(duì)伸手方向具有選擇性(圖3),并驗(yàn)證了鈣成像方法跨時(shí)間縱向跟蹤神經(jīng)元群的能力(圖2),研究人員接下來(lái)研究單個(gè)神經(jīng)元的方向選擇性隨時(shí)間推移的變化或保持穩(wěn)定的程度。他們將分析重點(diǎn)放在了左半球的部分記錄上,在這部分記錄里動(dòng)物完成了足夠數(shù)量的伸手試驗(yàn),跨2個(gè)星期,進(jìn)行了5次記錄(圖4A)。圖示記錄中,已在空間上標(biāo)定了它們的細(xì)胞映射,并推定了82個(gè)同一細(xì)胞(圖4A),然后比較兩個(gè)記錄里同一細(xì)胞的調(diào)整指數(shù),觀察到顯著的相關(guān)性,且總體調(diào)整指數(shù)沒(méi)有變化(圖4B)。時(shí)間間隔增加后,兩個(gè)記錄之間調(diào)整指數(shù)的相關(guān)性仍然很高,調(diào)整指數(shù)變化仍然很低,這表明PMd細(xì)胞經(jīng)過(guò)2周時(shí)間仍具有穩(wěn)定的方向選擇性(圖4C)。
圖4,縱向探索神經(jīng)元和伸手行為的關(guān)系。
根據(jù)跨時(shí)間追蹤細(xì)胞測(cè)得的總體調(diào)整指數(shù)相對(duì)穩(wěn)定,研究人員預(yù)測(cè),用特定記錄的鈣活動(dòng)變化訓(xùn)練解碼器,然后對(duì)記錄自其他時(shí)間點(diǎn)的鈣離子活動(dòng)進(jìn)行解碼也會(huì)表現(xiàn)得相當(dāng)好。示例的兩個(gè)記錄,在對(duì)原記錄和跨一天記錄的測(cè)試中,解碼精度均遠(yuǎn)高于隨機(jī)水平(圖4D)。把記錄間隔時(shí)間加長(zhǎng),大多數(shù)情況下,峰值解碼精度仍高于隨機(jī)水平(圖4E),這表明PMd對(duì)伸手方向的編碼在幾天到幾周內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)這些神經(jīng)元的縱向跟蹤增進(jìn)了我們對(duì)神經(jīng)活動(dòng)與行為之間動(dòng)力學(xué)關(guān)系的理解。
背外側(cè)運(yùn)動(dòng)前皮質(zhì)多個(gè)部位的雙側(cè)鈣離子成像
迄今得到的結(jié)果分別來(lái)自左半球或右半球PMd,而動(dòng)物伸展手臂在記錄半球?qū)?cè)。在第20天到第76天的記錄中,研究人員還同時(shí)從兩個(gè)半球成像(圖5)。由于微型鏡的體積小,頭部上有足夠的空間來(lái)安裝兩個(gè)微型鏡,如果研究有需要甚至可以容納更多的鏡頭。為了利用雙邊成像功能,首先對(duì)動(dòng)物進(jìn)行訓(xùn)練,使其執(zhí)行類似前述實(shí)驗(yàn)的動(dòng)作,只不過(guò)訓(xùn)練動(dòng)物用右臂伸到區(qū)域1,用左臂伸到區(qū)域2(圖5A)。這樣與左右半球PMd的同時(shí)記錄相結(jié)合,使他們能夠在逐次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上研究手臂伸張如何在大腦兩側(cè)進(jìn)行編碼的。
實(shí)驗(yàn)證明左右半球均有同側(cè)或?qū)?cè)伸手選擇性的細(xì)胞鈣活動(dòng)(圖5B-C)。在圖5所示的雙邊記錄中,有些細(xì)胞在同側(cè)伸手和對(duì)側(cè)伸手時(shí)均有增加的鈣活動(dòng),有些細(xì)胞在對(duì)側(cè)伸手時(shí)鈣離子更加活躍,有些則在同側(cè)伸手時(shí)鈣離子更加活躍。每個(gè)半球的三個(gè)示例清楚展示了這些選擇性(圖5B)。研究人員在雙邊成像的細(xì)胞群中觀察到了大量與伸手相關(guān)的鈣離子活動(dòng)調(diào)節(jié)差異(圖5C)。大多數(shù)細(xì)胞顯示出與對(duì)側(cè)伸手有關(guān)的顯著活動(dòng)調(diào)節(jié),但仍有少數(shù)細(xì)胞對(duì)同側(cè)伸手敏感。
圖5,使用多個(gè)頭戴式顯微鏡在大腦雙側(cè)皮質(zhì)多位點(diǎn)進(jìn)行鈣成像。
鑒于在兩個(gè)半球記錄中的神經(jīng)元對(duì)同側(cè)和對(duì)側(cè)伸手均存在選擇性,研究人員嘗試是否可以使用雙側(cè)整體的細(xì)胞鈣活動(dòng)來(lái)解碼發(fā)出動(dòng)作的手臂身份。如前所述,他們采用留一法交叉驗(yàn)證的模型,以100毫秒幀的400毫秒幻燈片連續(xù)鈣活動(dòng)來(lái)解碼左臂或右臂動(dòng)作。在此示例記錄中,解碼精度遠(yuǎn)高于隨機(jī),并在進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí)達(dá)到峰值(圖5D)。峰值解碼精度在整個(gè)記錄中穩(wěn)定(圖5E)。這些結(jié)果證實(shí)了同步多點(diǎn)成像的可行,并給出了初步數(shù)據(jù),應(yīng)用這些功能加深了我們對(duì)雙邊編碼伸手動(dòng)作的理解。
參考文獻(xiàn):
Anil Bollimunta, Samantha R. Santacruz, Ryan W. Eaton, Pei S. Xu, John H. Morrison, Karen A. Moxon, Jose M. Carmena, Jonathan J. Nassi. Head-mounted microendoscopic calcium imaging in dorsal premotor cortex of behaving rhesus macaque.
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.10.996116v1
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