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Science:改良的工具可对神经动作电位尖峰进行实况成像

摘要 : 斯坦福大学在一种在活体动物中能对个体神经元膜电位动态进行成像的工具的研发为人们提供了前所未有的、对神经元每一毫秒行为的了解。了解这些动态变化对脑研究具有重要意义。

 斯坦福大学在一种在活体动物中能对个体神经元膜电位动态进行成像的工具的研发为人们提供了前所未有的、对神经元每一毫秒行为的了解。了解这些动态变化对脑研究具有重要意义。Yiyang Gong等人将一种对膜电位高度敏感的分子与一种荧光蛋白融合,从而大大改善了先前功能不足的电位指示剂。他们用一种病毒将这些指示剂输送给神经元。这些分子可在不到1毫秒内精确地定位神经元的动作电位,并几乎消除了误读的可能性。作者们接着在清醒小鼠和果蝇的大脑中成功记录了动作电位和膜电位动态。这一进展为研究人员提供了寻觅已久的、观察活体动物大脑处理过程的方法。

原文链接:

High-speed recording of neural spikes in awake mice and flies with afluorescent voltage sensor

原文摘要:

Genetically encoded voltage indicators (GEVIs) are a promising technology for fluorescence readout ofmillisecond-scale neuronal dynamics. Prior GEVIs had insufficient signaling speed and dynamic range to resolve action potentials in live animals. We coupled fast voltage-sensing domains from a rhodopsin proteinto bright fluorophores via resonance energy transfer. The resulting GEVIs are sufficiently bright and fast to report neuronal action potentials and membrane voltage dynamics in awake mice and flies, resolving fast spike trains with 0.2-millisecond timing precision at spike detection error rates orders of magnitude better than prior GEVIs. In vivo imaging revealed sensory-evoked responses, including somatic spiking, dendritic dynamics, and intracellular voltage propagation. These results empower in vivo optical studies of neuronal electrophysiology and coding and motivate further advancements in high-speed microscopy.

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