Direct measurement of neuronal ensemble activity using photoacoustic imaging in the stimulated Fos-LacZ transgenic rat brain: A proof-of-principle study.
Direct measurement of neuronal ensemble activity using photoacoustic imaging in the stimulated Fos-LacZ transgenic rat brain: A proof-of-principle study.
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DOI：
10.1016/j.pacs.2021.100297
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发表时间：
2021-12
期刊：
影响因子：
7.9
通讯作者：
Avanaki K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Matchynski JI;Manwar R;Kratkiewicz KJ;Madangopal R;Lennon VA;Makki KM;Reppen AL;Woznicki AR;Hope BT;Perrine SA;Conti AC;Avanaki K
我们开发了一种光声模式，用于直接成像Fos-LacZ转基因大鼠中表达Fos的神经元群。X-Gal产物为神经元团的成像提供了外源性对比。我们检测到在给予可卡因或休克音调配对范例后，Fos表达激活的神经元群。测量复杂行为背后的神经活动有助于理解支持这些行为的微电路。我们开发了一种功能和分子光声断层成像(F/M-PAT)系统，该系统可以大视场和高空间分辨率直接成像Fos-LacZ转基因大鼠表达Fos的神经元群。F/M-PAT测定外源性发色团X-Gal在整体神经元中的β-半乳糖苷酶催化产物。我们在Wistar Fos-LacZ转基因大鼠中使用了一种体外成像方法，检测了在给予可卡因或冲击音对刺激后，内侧前额叶皮质(MPFC)的神经元群。在两种情况下(与单纯对照相比)，mPFC神经元中都检测到了稳健和选择性的F/M-PAT信号，这表明使用这种方法可以成功和直接地检测到表达Fos的神经元团。这项研究的结果表明，F/M-PAT可以与Fos-Lacz大鼠结合使用，以监测作为一系列行为过程(如恐惧学习或成瘾)的基础的神经元集合。
We developed a photoacoustic modality for direct imaging of Fos-expressing neuronal ensembles in Fos-LacZ transgenic rats. X-gal product provided exogenous contrast for imaging of neuronal ensembles. We detected Fos-expressing activated neuronal ensembles after either cocaine administration or a shock-tone pairing paradigm. Measuring neuroactivity underlying complex behaviors facilitates understanding the microcircuitry that supports these behaviors. We have developed a functional and molecular photoacoustic tomography (F/M-PAT) system which allows direct imaging of Fos-expressing neuronal ensembles in Fos-LacZ transgenic rats with a large field-of-view and high spatial resolution. F/M-PAT measures the beta-galactosidase catalyzed enzymatic product of exogenous chromophore X-gal within ensemble neurons. We used an ex vivo imaging method in the Wistar Fos-LacZ transgenic rat, to detect neuronal ensembles in medial prefrontal cortex (mPFC) following cocaine administration or a shock-tone paired stimulus. Robust and selective F/M-PAT signal was detected in mPFC neurons after both conditions (compare to naive controls) demonstrating successful and direct detection of Fos-expressing neuronal ensembles using this approach. The results of this study indicate that F/M-PAT can be used in conjunction with Fos-LacZ rats to monitor neuronal ensembles that underlie a range of behavioral processes, such as fear learning or addiction.
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DOI：
10.3389/fnene.2010.00010
发表时间：
2010
期刊：
Frontiers in neuroenergetics
影响因子：
--
作者：
Hu S;Wang LV
通讯作者：
Wang LV
影响因子：
2.1
作者：
Bosschaart, Nienke;Edelman, Gerda J.;Aalders, Maurice C. G.;van Leeuwen, Ton G.;Faber, Dirk J.
通讯作者：
Faber, Dirk J.
影响因子：
2.5
作者：
BULLITT, E
通讯作者：
BULLITT, E
影响因子：
2.6
作者：
Glover, Gary H.
通讯作者：
Glover, Gary H.
影响因子：
5.3
作者：
Cole, Sindy;Keefer, Sara E.;Petrovich, Gorica D.
通讯作者：
Petrovich, Gorica D.