Ultrastructural readout of in vivo synaptic activity for functional connectomics
Ultrastructural readout of in vivo synaptic activity for functional connectomics
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功能连接组学体内突触活动的超微结构读数
DOI：
10.1101/2021.07.07.451278
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Simon A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Simon A
大容量的超微结构映射方法产生详细的电路布线图，但缺乏一个集成的突触活动读出，这是必不可少的功能解释的连接体。在这里，我们通过将功能性突触标记与聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB SEM）和基于机器学习的分割相结合来解决这一限制。我们的方法产生高分辨率的近各向同性的三维读出的激活囊泡池在大量的组织中的单个突触的大群体，开辟了详细的功能连接组学研究的方式。我们应用这种方法来测量突触前活动的超微结构的情况下，在初级视觉皮层的感觉输入激活清醒的头部固定小鼠，表明回收和非回收囊泡的数量近似对数正态分布在大量的突触。我们还表明，相邻的终扣相同的轴突，其中共享相同的尖峰活动，可以有很大的不同，在他们的突触前释放概率。
Large-volume ultrastructural mapping approaches yield detailed circuit wiring diagrams but lack an integrated synaptic activity readout which is essential for functional interpretation of the connectome. Here we resolve this limitation by combining functional synaptic labellingin vivowith focused ion-beam scanning electron microscopy (FIBSEM) and machine learning-based segmentation. Our approach generates high-resolution near-isotropic three-dimensional readouts of activated vesicle pools across large populations of individual synapses in a volume of tissue, opening the way for detailed functional connectomics studies. We apply this method to measure presynaptic activity in an ultrastructural context in synapses activated by sensory input in primary visual cortex in awake head-fixed mice, showing that the numbers of recycling and non-recycling vesicles approximate to a lognormal distribution across a large number of synapses. We also demonstrate that neighbouring boutons of the same axon, which share the same spiking activity, can differ greatly in their presynaptic release probability.
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作者：
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通讯作者：
Betz, WJ
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DOI：
--
发表时间：
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期刊：
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--
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