Two-Photon Holographic Stimulation of ReaChR.
Two-Photon Holographic Stimulation of ReaChR.
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DOI：
10.3389/fncel.2016.00234
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发表时间：
2016
影响因子：
5.3
通讯作者：
Emiliani V
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chaigneau E;Ronzitti E;Gajowa MA;Soler-Llavina GJ;Tanese D;Brureau AY;Papagiakoumou E;Zeng H;Emiliani V
光遗传学提供了一种用光远程操控大脑活动的独特方法。要达到分析单个细胞在神经元网络中所扮演的角色所需的时空控制程度，需要在视觉工程和光雕刻方法方面取得联合进展。在这里，我们首次研究了双光子对ReaChR红移光学的刺激。我们使用双光子(2P)全息照明来控制急性脑片中单独选择的表达ReaChR的神经元的激活。我们在ReaChR表达的神经元中展示了可靠的动作电位产生，并使用放大的激光和标准的飞秒钛宝石振荡器激光研究了全息2P诱发的尖峰行为依赖于照明功率和脉冲宽度。这些发现提供了ReaChR在2P照明下行为的详细知识，为实现对散射组织深处高时空分辨率的多个细胞的深度远程控制铺平了道路。
Optogenetics provides a unique approach to remotely manipulate brain activity with light. Reaching the degree of spatiotemporal control necessary to dissect the role of individual cells in neuronal networks, some of which reside deep in the brain, requires joint progress in opsin engineering and light sculpting methods. Here we investigate for the first time two-photon stimulation of the red-shifted opsin ReaChR. We use two-photon (2P) holographic illumination to control the activation of individually chosen neurons expressing ReaChR in acute brain slices. We demonstrated reliable action potential generation in ReaChR-expressing neurons and studied holographic 2P-evoked spiking performances depending on illumination power and pulse width using an amplified laser and a standard femtosecond Ti:Sapphire oscillator laser. These findings provide detailed knowledge of ReaChR's behavior under 2P illumination paving the way for achieving in depth remote control of multiple cells with high spatiotemporal resolution deep within scattering tissue.
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