Qu'est-ce qu'un miniscope ?
Images du système de miniscope à fluorescence activité unicellulaire, chez des animaux en liberté. Contrairement à la microscopie biphotonique et confocale, qui nécessitent une fixation de la tête ou une anesthésie, la microscopie miniaturisée permet étudier le comportement sans restriction en fixant directement un petit microscope léger à la tête de l'animal. Cette technique utilise des indicateurs fluorophores codés génétiquement, tels que GCaMP, dLight et GRAB-Ach, exprimés dans la région cérébrale cible. Ces indicateurs deviennent fluorescents lorsqu'ils se lient à des molécules spécifiques (par exemple, la dopamine, l'acétylcholine, les ions calcium), servant ainsi de marqueur de l'activité neuronale. Le microscope miniaturisé constitue donc la méthode idéale pour étudier les corrélats neuronaux des comportements complexes, en temps réel.
Depuis 2014, Doric Lenses figure parmi les leaders du développement de systèmes de mini-scopes à fluorescence et fournit un solution complète et tout-en-un: de l'implant à l'analyse des données. Cela inclut les canules d'imagerie, le corps du microscope, le joint rotatif (commutateur), le pilote du microscope à fluorescence et la solution d'analyse des données (danse™). Doric Les systèmes de miniscope sont compatible avec l'optogénétique et l'acquisition du comportement (Caméra comportementale/CamLoop), assurer un flux de travail sans faille.
À ce jour, plusieurs types de corps de microscopes sont soigneusement développés au sein de l'entreprise afin de fournir la meilleure qualité d'image possible en fonction de la profondeur de la structure cérébrale ciblée. À cet égard, Doric Les miniscopes peuvent généralement être classés en deux catégories distinctes :
• Miniscope de surface – Spécialement conçu pour l’imagerie des structures cérébrales superficielles, y compris toutes les zones corticales.
• Miniscope du cerveau profond – Optimisé pour toutes les imageries de profondeur, y compris les structures cérébrales profondes, avec la flexibilité d’être également utilisé pour l’imagerie de surface.
Voir l'image ci-dessous, qui catégorise tous les systèmes de miniscopes à fluorescence Doric :
Options pour miniscope
Miniscope de surface
Miniscope de surface
Le Surface Miniscope est conçu pour l'imagerie régions cérébrales superficielles situées jusqu'à 150 mm de profondeur, telles que comme le cortex visuel et le cortex préfrontal. Ces microscopes sont associés à une fenêtre crânienne placée au-dessus de la région de l'interrénale, qui se connecte ensuite au corps du microscope par un système d'enclenchement. Cette conception de fenêtre crânienne offre deux avantages clés :
- Invasivité chirurgicale réduite - Une procédure nettement plus simple et moins invasive, qui s'attaque à l'une des étapes les plus difficiles de la microscopie miniature.
- Qualité de signal supérieure - Les composants optiques de plus grand diamètre offrent une résolution d'image plus élevée sur l'ensemble du champ de vision (FOV).
Le kit Surface Miniscope comprend les versions suivantes :
[Enclenchement (SFMB-S) -> Imagerie monochrome (fluorescence verte ou rouge)
[OSM-S] -> Imagerie monochrome (fluorescence verte) par optogénétique (longueur d'onde jaune-rouge) OU Imagerie monochrome (fluorescence rouge) par optogénétique (longueur d'onde bleue)
[2CFM-S] -> Imagerie bicolore (fluorescence verte et rouge)
Le microscope optogénétique monochrome (OSFM-S) est capable de fournir jusqu'à 55 mW/mm² de lumière jaune-rouge (580-640 nm, pulsée ou continue) à l'extrémité de l'implant. Cette puissance élevée garantit une activation efficace des opsines activées par la lumière jaune-rouge, telles que l'halorhodopsine, dont la stimulation peut s'avérer complexe.
Malgré leurs avantages, les lentilles optiques de grande taille utilisées dans les systèmes Surface Miniscope ne conviennent pas à l'imagerie cérébrale profonde, car elles peuvent provoquer des lésions tissulaires importantes si elles pénètrent profondément dans le cerveau. Bien que des configurations personnalisées soient proposées pour l'imagerie des couches profondes du cortex et de l'hippocampe à l'aide du Surface Miniscope, une solution dédiée à l'imagerie des structures profondes est généralement nécessaire.
Miniscope du cerveau profond
Miniscope du cerveau profond
La solution Deep Brain Miniscope est conçue pour enregistrer activité neuronale provenant de structures situées profondément dans le cerveau qui ne sont pas accessibles avec le SURFACE Miniscope. Il s'agit notamment de régions telles que la substance noire, l'hypothalamus et le noyau parabrachial. Le Deep Brain Miniscope possède une conception optique particulière qui nécessite l'implantation d'une lentille GRIN (lentille fine en forme de bâtonnet) pour l'imagerie. Afin de simplifier l'intervention chirurgicale et d'assurer un alignement optique optimal, La lentille GRIN est intégrée dans une canule d'imagerie.Ce kit de microscope comprend les versions suivantes :
Les deux premiers Deep Brain Miniscopes, 1 couleur (eTFMB3) et 1 couleur + optogénétique (eTOSFM3)Ces microscopes sont également connus sous le nom de microscopes Twist_on. Ce nom provient du mécanisme de connexion aux canules (aucune pression sur le crâne lors de la connexion, aucun outil requis). Ils sont également désignés sous le nom d'eFocus dans la littérature, car ils contiennent un dispositif intégré. lentille à réglage électronique à l'intérieur du corps du microscope. Cette mise au point électronique peut être ajustée dans le logiciel Doric Neuroscience Studio (DNS) par un mouvement de profondeur. gamme de 300 µm, permettant des ajustements de mise au point à distance entre les sessions et garantissant une qualité d'image optimale. La fonction efocus permet de suivre les mêmes cellules au fil du temps et améliore le signal de fluorescence et la résolution spatiale. Microscope optogénétique 1 couleur (eTOSFM3) fournit jusqu'à 55 mW/mm² de lumière de longueur d'onde jaune-rouge (580-640 nm pulsée ou continue) à l'extrémité de l'implant. haute puissance La sortie assure une activation efficace des opsines activées jaune-rouge, telles que l'halorhodopsine, qui ont des seuils d'activation plus élevés. Enfin, Microscope bicolore (2CFM-L), comporte deux capteurs CMOS intégrés distincts, chacun dédié à imagerie en couleur verte et rougePour que les deux couleurs soient visualisées dans le même plan, l'utilisateur doit spécifier la région cérébrale d'intérêt. La version LD prend en charge l'imagerie bicolore à une profondeur de 0 à 3.4 mm, et la version LV, de 2.9 à 5.9 mm.
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Utilisation d'un joint rotatif (collecteur)
Utilisation d'un joint rotatif (collecteur)
Les miniscopes sont généralement équipés d'un câble, et lors des mouvements de l'animal, ce câble peut se tordre et s'emmêler. Ces enchevêtrements peuvent considérablement restreindre la mobilité de l'animal et potentiellement affecter son comportement. Une solution courante consiste à utiliser une articulation rotative (ou commutateur), qui compense la torsion du câble et contribue à réduire la tension et la pression exercées sur l'animal lors des expériences en liberté de mouvement.
Pour l'imagerie du miniscope Doric, le joint rotatif compatible recommandé est le joint rotatif électrique et à fibre optique à queue de cochon 1*1 assisté – 24 contacts.
Ce joint rotatif possède :
- Un chemin optique pour acheminer la lumière d'excitation nécessaire à l'imagerie du miniscope
- Un circuit électrique permettant de transmettre le signal d'imagerie neuronale enregistré au système d'acquisition.
Notez que le joint rotatif est disponible avec différents types de connecteurs électriques. Pour une compatibilité optimale avec les miniscopes Doric, il convient de choisir la version avec connecteur HDMI.
L'un des principaux avantages de ce joint rotatif réside dans sa polyvalence. Le canal optique peut également servir à l'optogénétique ou à la photométrie par fibre optique dans d'autres expériences, tandis que le canal électrique permet la transmission de signaux électrophysiologiques. En d'autres termes, il s'agit d'un investissement polyvalent : un seul joint rotatif peut prendre en charge de multiples protocoles expérimentaux. Ce joint rotatif est également disponible en version 2×2, qui comprend deux voies optiques distinctes. L'une des voies optiques peut être utilisée pour l'imagerie par miniscope, tandis que l'autre peut servir à l'optogénétique sur une autre zone du cerveau (ou à d'autres applications).
De plus, ces articulations rotatives sont relativement compactes (environ 8.5 cm de hauteur) et fonctionnent avec un faible bruit acoustique, contribuant à réduire les perturbations lors d'expériences comportementales et neuroscientifiques sensibles.
Combinaison du suivi animal en temps réel et de l'optogénétique en boucle fermée
Combinaison du suivi animal en temps réel et de l'optogénétique en boucle fermée
Nous recommandons l'utilisation du dorique. Boucle de caméra caméra pour le suivi animal en temps réel et la stimulation optogénétique en boucle fermée.
Pour activer cette fonctionnalité, la caméra doit être associée aux pilotes FMD3, LaserTM/FMD ou NC500. Pour assurer la compatibilité avec ces consoles, il est recommandé d'utiliser les modèles Deep Brain Miniscope 1 couleur ou 1 couleur + optogénétique.
Imagerie latérale avec prisme
Imagerie latérale avec prisme
Cellule d'imagerie typique des miniscopes
Les populations situées directement sous leurs fenêtres d'imagerie planes (fenêtre crânienne ou lentille GRIN selon le système) peuvent toutefois être adaptées sur demande. associé à un miroir prismatique pour permettre l'imagerie latérale. Cette configuration offre deux avantages clés :
- Imagerie en couches – Collecter simultanément des données provenant de plusieurs couches d'une structure cérébrale, offrant ainsi une vision plus complète de l'activité neuronale.
- Dommages tissulaires réduits – Le bord tranchant du verre prismatique minimise les lésions tissulaires et la réponse immunitaire après l'implantation, comparativement aux sondes traditionnelles à bout arrondi.
Cette méthode d’imagerie assistée par prisme a été mise en œuvre avec succès par des clients pour l’imagerie des structures cérébrales profondes et superficielles. VOIR LES PUBLICATIONS.
Injection de fluide
Injection de fluide
Pour certaines expériences, les chercheurs peuvent avoir besoin de réaliser injections de fluide au même endroit que l'imagerie microscopique ou à un autre endroit du cerveauTous les miniscopes Doric Deep Brain sont compatibles avec les produits internes. canules opto-fluidiques, spécialement conçues pour ces expériences.
**Remarque : Dans ces configurations, le joint rotatif standard peut ne plus être compatible avec le microscope. Pour trouver des solutions alternatives, veuillez nous contacter.
Combiner d'autres méthodes avec l'imagerie miniscope
Combiner d'autres méthodes avec l'imagerie miniscope
Lorsqu'il est nécessaire de combiner un miniscope avec d'autres manipulations optiques, nous recommandons fortement l'utilisation de notre console d'acquisition la plus récente. Console Neurosciences 500 (NC500)Ce système avancé prend en charge la collecte de données en temps réel à partir de multiples modalités, notamment :
- Miniscope Doric Efocus
- Systèmes de photométrie par fibre optique (basique, en faisceau, sans fil)
- Optogénétique
- Caméra comportementale
- Caméra CamLoop pour le suivi en temps réel en optogénétique en boucle fermée
- Électrophysiologie (série Intan RDH)
Logiciel Doric Neuroscience Studio
