Monitoring neural activity with bioluminescence during natural behavior.
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DOI：
10.1038/nn.2518
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发表时间：
2010-04
影响因子：
25
通讯作者：
Engert, Florian
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Naumann, Eva A.;Kampff, Adam R.;Prober, David A.;Schier, Alexander F.;Engert, Florian
现有的监测清醒、自由行为的脊椎动物的神经活动的技术是侵入性的，并且难以针对基因识别的神经元。在这里，我们描述了使用生物发光来非侵入性地监测自由行为的斑马鱼中基因特定神经元的活动。在大多数神经元中表达 Ca2+ 敏感发光蛋白 GFP-apoAequorin (GA) 的转基因鱼产生与神经活动、神经发光相关的大量且快速的生物发光信号，这些信号可以连续记录很多天。为了测试该技术的局限性，GA 专门针对下丘脑的下丘脑分泌素阳性神经元。我们发现这组约 20 个神经元产生的神经发光与运动活动增加的时期相关，并确定了与不同游泳潜伏期相对应的两类神经活动。因此，我们的神经发光测定可以以高时间分辨率和灵敏度报告不受限制行为期间小部分神经元的活动。
Existing techniques for monitoring neural activity in awake, freely behaving vertebrates are invasive and difficult to target to genetically identified neurons. Here we describe the use of bioluminescence to non-invasively monitor the activity of genetically specified neurons in freely behaving zebrafish. Transgenic fish expressing the Ca2+-sensitive photoprotein GFP-apoAequorin (GA) in most neurons generated large and fast bioluminescent signals related to neural activity, neuroluminescence, that could be recorded continuously for many days. To test the limits of this technique, GA was specifically targeted to the hypocretin-positive neurons of the hypothalamus. We found that neuroluminescence generated by this group of ~20 neurons was associated with periods of increased locomotor activity and identified two classes of neural activity corresponding to distinct swim latencies. Thus, our neuroluminescence assay can report, with high temporal resolution and sensitivity, the activity of small subsets of neurons during unrestrained behavior.
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