L'imagerie calcique in vivo à grande vitesse révèle l'activité des réseaux neuronaux avec une précision proche de la milliseconde

L'imagerie calcique à deux photons des populations neuronales permet l'enregistrement optique de l'activité des pointes chez les animaux vivants, mais les scanners laser standard sont trop lents pour déterminer avec précision les durées des pointes. Nous présentons ici une imagerie in vivo dans le néocortex de la souris avec une résolution temporelle considérablement améliorée en utilisant un balayage à accès aléatoire avec des déflecteurs acousto-optiques. Nous avons obtenu des mesures de f luorescence de 34-9 neurones de la couche 2/3 à un taux d'échantillonnage de 80-490 hz. Nous avons détecté des transitoires calciques provoqués par un potentiel d'action unique avec des rapports signal/bruit de 2 à 5 et nous avons déterminé les durées des pointes avec une précision proche de la milliseconde et des intervalles de confiance de 5 à 5 ms. Un algorithme d'épluchage automatisé a permis de reconstruire des trains de pointes complexes à partir de traces de fluorescence jusqu'à une fréquence de 20-30 Hz, mettant en évidence la variabilité spatio-temporelle d'un essai à l'autre des réponses sensorielles dans le cortex à tonneaux et le cortex visuel. En révélant les séquences de pointes dans les populations neuronales sur une échelle de temps rapide, l'imagerie calcique à grande vitesse facilitera les études optiques du traitement de l'information dans les microcircuits cérébraux.