Enregistrement optique rapide de l'activité neuronale par holographie sérielle tridimensionnelle à accès personnalisé

L'enregistrement optique de l'activité neuronale dans les circuits cérébraux tridimensionnels (3D) à une résolution cellulaire et milliseconde in vivo est essentiel pour sonder le flux d'informations dans le cerveau. Bien que la microscopie multiphotonique à accès aléatoire permette un accès optique rapide aux cibles neuronales en trois dimensions, la méthode est confrontée à des artefacts de mouvement lors de l'enregistrement sur des animaux qui se comportent bien. C'est pourquoi nous avons mis au point l'holographie en série à accès personnalisé en trois dimensions (3D-CASH). Basé sur un modulateur de lumière acousto-optique rapide, le 3D-CASH effectue un échantillonnage en série à 40 kHz des neurones à des emplacements 3D librement sélectionnables.

Les artefacts de mouvement sont éliminés en ciblant chaque neurone avec un modèle de lumière d'excitation de taille optimisée couvrant le corps cellulaire et son champ de déplacement anticipé. Les taux de pointes déduits des enregistrements GCaMP6f dans le cortex visuel de souris éveillées ont suivi la phase d'un stimulus de barre en mouvement avec une corrélation de pointes plus élevée entre les paires de neurones intra par rapport aux paires de neurones interlaminaires. 3D-CASH permet d'accéder à la structure de corrélation milliseconde de l'activité neuronale in vivo dans les microcircuits 3D.

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