Imagerie in vivo rapide à deux photons avec balayage tridimensionnel à accès aléatoire dans de grands volumes de tissus

La compréhension des calculs cérébraux nécessite des méthodes permettant de lire l'activité neuronale à différentes échelles spatiales et temporelles. Suivre la propagation et l'intégration du signal à travers un neurone et enregistrer l'activité concertée de centaines de neurones posent des défis distincts, et la conception des systèmes d'imagerie s'est principalement concentrée sur la résolution de l'une des deux opérations. Nous avons mis au point un microscope à deux photons acousto-optique à haute résolution avec une trajectoire tridimensionnelle (3D) continue et des modes de balayage à accès aléatoire qui atteignent une portée de balayage proche du millimètre cube et peuvent être adaptés à l'imagerie de différentes échelles spatiales. Nous avons réalisé une imagerie calcique tridimensionnelle de la rétropropagation du potentiel d'action et de la propagation vers l'avant des pointes dendritiques avec une résolution temporelle inférieure à la milliseconde dans des tranches de cerveau de souris. Nous avons également réalisé une imagerie calcique volumétrique à accès aléatoire de l'activité spontanée et provoquée par une stimulation visuelle dans des centaines de neurones du cortex visuel de la souris in vivo. Ces expériences démontrent les capacités d'imagerie subcellulaire et à l'échelle du réseau de notre système.