動物の行動中の神経活動の光ファイバー画像化と操作
引用
宮本大輔、村山正典。「動物行動中の神経活動の光ファイバーイメージングと操作」 神経科学研究、vol.103、2016年、pp.1-9。
キーワード
- 光ファイバーによる画像撮影/記録
- 光ファイバー操作
- オプトジェネティクス
- カルシウムイメージング
- 自由に動く動物
- 脳深部領域
- 神経回路
- 脳と行動の関係
簡単な
この記事では、神経活動の画像化と操作のための光ファイバー システムの使用についてレビューし、特に脳と行動の関係を理解するための応用に焦点を当てます。
まとめ
この記事では、特に動物行動研究の文脈において、神経活動を画像化および操作するための光ファイバー システムの使用についてレビューします。レビューの要点は次のとおりです。
- 光ファイバーシステムは、自由に動く動物の神経活動を研究する上で有用です。2光子顕微鏡などの従来の光学イメージング技術は高い空間分解能を提供しますが、頭部を固定する必要があり、行動研究での使用が制限されます。光ファイバーシステムは、研究者が自由に動く動物の神経活動を画像化し、操作できるようにすることで、この制限を克服します。
- 光ファイバー画像/記録システムは、空間分解能またはより高いサンプリング レートに合わせて構成できます。グレーデッド インデックス (GRIN) レンズと組み合わせたバンドル ファイバーにより空間分解能が向上し、研究者は複数のニューロンまたは脳領域にわたる活動を視覚化できます。一方、シングルコア ファイバーはコスト効率が高く、サンプリング レートも高く、単一のポイントまたはより少数のニューロンの活動を記録するのに適しています。
- さまざまな技術やデバイスにより、光ファイバーによる画像化や操作機能が強化されています。マイクロプリズムを使用した角度付き照明などの技術により、特定の脳層や領域をターゲットにすることができます。研究者は、光ファイバー取り外し可能なセットアップや小型顕微鏡などの埋め込み型システムを使用して、神経活動を継続的に監視できます。オプトジェネティクスと光ファイバー システムを統合することで、細胞タイプや回路に特化した神経活動の操作が可能になります。
- 光ファイバー法を他の技術と組み合わせると、神経回路をより包括的に理解できます。Ca2 + イメージングと電気生理学的記録を同時に行うことで、神経活動の空間的および時間的解像度が得られます。光ファイバーイメージングを fMRI などの技術と組み合わせると、細胞レベルの活動と脳全体の反応を結び付けることができます。
- 光ファイバー神経インターフェースの分野は進歩を続けています。研究者たちは、より細かい空間解像度を実現し、遺伝子コード化されたインジケーターとアクチュエーターの性能を向上させ、神経活動のより正確な操作を可能にする新しいツールと技術を積極的に開発しており、最終的には脳の機能と行動の複雑さを解明することを目指しています。
出典: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016801021500228X