Multiphotonenmikroskopie des Bienengehirns: Zeitlich und räumlich hoch auflösende Analyse neuronaler Konnektivität und neuronaler Aktivität im lebenden Gehirn der Honigbiene

Optische Messungen der neuronalen Aktivität revolutionieren die messtechnischen Zugänge in den Neurosissenschaften.这是一种双光子激光扫描显微镜（TPLSM）。与此同时，它也可以从注册的生命周期的Tiefe中获得更高的辐射信号，因为语言辐射在生命周期中是一种驱动力，而Mehrphotonenabsorption在z-Richtung erlaubt（非线性吸收）中是一种非常重要的趋势。显然，TPLSM的商业化已经有一个年头了，它的方法是从生理基础上进行优化和优化。在柏林自由大学物理系的Wöste教授的工作组中，解决了一个关于神经科学的TPLSM问题，即在Honigbiene的Gehirn中的olfaktorischen Codierung，angewandt和weiterentwickelt韦尔登。为此，物理研究所的光学仪器（Wöste教授的工作组）研制了一种高功率（70 MHz）的激光脉冲（0.5 ps），并在红外波段进行了调制。法布斯托芬在识别Honigbiene嗅觉神经元系统中的作用，以及其在一个Bedingungen gemessen下的Ganztierpräparat中的Ca-Abhängigkeit韦尔登在拉格sind中的Tiere中，Düfte wahrzunehmen und zu unterscheiden。Folgende Vorteile der TPLSM sollen für die neuronale Analyse genutzt韦尔登：1. Die hohe Eindringtiefe und geringe Abhängigkeit von Streulicht im lebenden Gehirn（alle Glomeruli des Alnallobus sollen anatomisch und funktionell vermessen韦尔登）; 2. die hervorragende räumliche Auflösung（zur Analyse der Erregungsbildung und -ausbreitung in den Dendriten und Axonen einzelner olfaktorischer Neurone sowie das Auslösen lokaler Erregung in einzeln gefärbten Neuronen，um eine Netzwerkanalyze zu betreiben）.

Optische Messungen der neuronalen Aktivität revolutionieren die messtechnischen Zugänge in den Neurowissenschaften. Eine besondere Rolle hierbei spielt die Mehrphotonenmikroskopie (two-photon laser scanning microscopy, TPLSM). Mit ihr gelingt es, mit hoher räumlicher Auflösung Fluoreszenzsignale auch aus der Tiefe des lebenden Gehirns zu registrieren, weil die langwellige Strahlung gut in das Gewebe eindringt und die Mehrphotonenabsorption eine hervorragende Trennung insbesondere in der z-Richtung erlaubt (nicht lineare Absorption). Obwohl es seit einigen Jahren kommerzielle Geräte der TPLSM gibt, gilt es, diesen methodischen Zugang von den physikalischen Grundlagen her weiter zu entwickeln und zu optimieren. In der Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Wöste im Physik-Department der Freien Universität Berlin soll die TPLSM an einem konkreten neurowissenschaftlichen Problem, der olfaktorischen Codierung im Gehirn der Honigbiene, angewandt und weiterentwickelt werden. Dazu werden die optischen Anlagen des physikalischen Instituts (Arbeitsgruppe Prof. Wöste) genutzt, um kurze LaserPulse (kleiner .5 ps) mit hoher Wiederholungsrate (70 MHz) und hoher Strahlungsdichte im nahen Infrarot zu erzeugen und zu modulieren. Die Fluoreszenz von Farbstoffen in identifizierten Neuronen des olfaktorischen Systems der Honigbiene und ihre Ca-Abhängigkeit werden in einem Ganztierpräparat unter Bedingungen gemessen, in denen die Tiere in der Lage sind, Düfte wahrzunehmen und zu unterscheiden. Folgende Vorteile der TPLSM sollen für die neuronale Analyse genutzt werden: 1. die hohe Eindringtiefe und geringe Abhängigkeit von Streulicht im lebenden Gehirn (alle Glomeruli des Antennallobus sollen anatomisch und funktionell vermessen werden); 2. die hervorragende räumliche Auflösung (zur Analyse der Erregungsbildung und -ausbreitung in den Dendriten und Axonen einzelner olfaktorischer Neurone sowie das Auslösen lokaler Erregung in einzeln gefärbten Neuronen, um eine Netzwerkanalyse zu betreiben).