2-Photonen-Mikroskop für in vivo und vitro Calcium Imaging

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Die Untersuchung der Zusammenarbeit von lokal dicht beieinander liegenden Neuronen in sogenannten Mikroschaltkreisen stellt die Voraussetzung für ein globales Verständnis des Gehirns dar. Idealerweise sollte eine solche Untersuchung in vivo an experimentell möglichst wenig gestörten neuronalen Systemen erfolgen und mit in vitro Messungen ergänzt werden. Dies ist an Nagern mit kraniellen Fenstern sowie an Hirnschnitten möglich. Hier kann mittels optogenetischer Methoden das neuronale Netzwerk stimuliert und mit genetisch kodierten optischen Calcium-Sensoren neuronale Aktivität beobachtet werden. Die Zwei-Photonen Fluoreszenzmikroskopie bietet gegenüber der extrazellulären Messung den Vorteil der besseren räumlichen Auflösung und der simultanen Funktionsanalyse von bis zu hundert (und mehr) Neuronen. Gleichzeitig kann deren räumliche Beziehung zueinander charakterisiert werden und stumme und wenig aktive Neurone, die bei elektrischen Messungen oftmals übersehen werden, dargestellt und somit das gesamte neuronale Aktivitätsmuster präziser beurteilt werden. Untersucht werden sowohl der Einfluss definierter eingehender Signale in motorische Areale auf motorisches Verhalten, als auch die Bedeutung verschiedener Zelltypen. Zur Durchführung wird ein Zwei-Photonen-Mikroskop für in vivo und in vitro Calcium Imaging beantragt. Durch den offenen und modularen Aufbau ermöglicht das Mikroskop die Kombination mit intrazellulärer Elektrophysiologie sowie die Messung am Hirnschnitt und intaktem Tier.