Ultrafast neuronal imaging of dopamine dynamics with designed genetically encoded sensors.
Ultrafast neuronal imaging of dopamine dynamics with designed genetically encoded sensors.
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DOI：
10.1126/science.aat4422
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发表时间：
2018-06-29
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Tian L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Patriarchi T;Cho JR;Merten K;Howe MW;Marley A;Xiong WH;Folk RW;Broussard GJ;Liang R;Jang MJ;Zhong H;Dombeck D;von Zastrow M;Nimmerjahn A;Gradinaru V;Williams JT;Tian L
神经调节系统对脑功能有着深远的影响。了解这些系统如何改变目标回路的操作模式需要测量时空精确的神经调节剂释放。我们开发了dLight1，一种基于强度的遗传编码多巴胺指示器，可以在行为小鼠中以高时空分辨率光学记录多巴胺动态。我们展示了dLight1的效用，通过成像多巴胺动力学同时进行药理学操作，电生理或光遗传刺激，局部神经元活动的钙成像。dLight1能够慢性跟踪纹状体中学习诱导的毫秒多巴胺瞬态变化。此外，我们使用dLight1来成像空间上不同的、功能上不均匀的多巴胺瞬态，这些多巴胺瞬态与皮层的学习和运动控制有关。我们还验证了我们的传感器设计平台，用于开发去甲肾上腺素，血清素，褪黑激素和阿片神经肽指标。
Neuromodulatory systems exert profound influences on brain function. Understanding how these systems modify the operating mode of target circuits requires measuring spatiotemporally precise neuromodulator release. We developed dLight1, an intensity-based genetically encoded dopamine indicator, to enable optical recording of dopamine dynamics with high spatiotemporal resolution in behaving mice. We demonstrated the utility of dLight1 by imaging dopamine dynamics simultaneously with pharmacological manipulation, electrophysiological or optogenetic stimulation, and calcium imaging of local neuronal activity. dLight1 enabled chronic tracking of learning-induced changes in millisecond dopamine transients in striatum. Further, we used dLight1 to image spatially distinct, functionally heterogeneous dopamine transients relevant to learning and motor control in cortex. We also validated our sensor design platform for developing norepinephrine, serotonin, melatonin, and opioid neuropeptide indicators.
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影响因子：
64.5
作者：
Manglik A;Kim TH;Masureel M;Altenbach C;Yang Z;Hilger D;Lerch MT;Kobilka TS;Thian FS;Hubbell WL;Prosser RS;Kobilka BK
通讯作者：
Kobilka BK
神经元型特异性信号，用于腹侧对段区域的奖励和惩罚。
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作者：
Cohen, Jeremiah Y.;Haesler, Sebastian;Vong, Linh;Lowell, Bradford B.;Uchida, Naoshige
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Uchida, Naoshige
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作者：
Mamaligas AA;Cai Y;Ford CP
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Ford CP
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作者：
Cui, Guohong;Jun, Sang Beom;Jin, Xin;Pham, Michael D.;Vogel, Steven S.;Lovinger, David M.;Costa, Rui M.
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Costa, Rui M.
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Clark, Jeremy J.;Sandberg, Stefan G.;Wanat, Matthew J.;Gan, Jerylin O.;Horne, Eric A.;Hart, Andrew S.;Akers, Christina A.;Parker, Jones G.;Willuhn, Ingo;Martinez, Vicente;Evans, Scott B.;Stella, Nephi;Phillips, Paul E. M.
通讯作者：
Phillips, Paul E. M.