Изучение поведенческих характеристик

Поведенческие процессы связаны со схемами активации мозга. Картирование нейронной основы поведенческих различий, таких как зрительно-моторное обучение, извлечение памяти, ассоциативное обучение или пространственная навигация, может быть реализовано с помощью контролируемой полиморфной экспериментальной манипуляции. Это может быть изменение информации о стимуле, задании или поощрении и наказании, которые изменяют основную модель активации мозга. Мониторинг или получение данных о поведении и параллельная визуализация нейронных цепей в мозге живого животного могут выявить соответствие между изменениями на клеточном и поведенческом уровнях.

Трехмерная коррекция движения, реализованная в микроскопе FEMTO3D Atlas, позволяет регистрировать активность клеток, когда животное движется в виртуальной реальности и выполняет задачи. Технология акустооптического сканирования полезна для коррекции движений тканей. Для сохранения сигналов точки сканирования расширяются до линий смещения, которые точно подогнаны друг к другу, в результате чего элементы поверхности или объема охватывают целевой объект. Эти элементы охватывают не только предварительно выбранные области интереса, но и соседние области, что дает возможность сохранить всю флуоресцентную информацию во время движений и уменьшить артефакты более чем на один порядок в поведении животных.

Возможности поверхностного и объемного сканирования с трехмерной коррекцией движения

Методы сканирования поверхности оптимизированы по скорости, в то время как методы, основанные на объемной визуализации, оптимизированы для движений с большой амплитудой. Поддержание частоты сканирования в 10 – 1000 Гц необходимо для разрешения нейронной активности в отдельных областях интереса. Каждый режим сканирования полезен для различных нейробиологических целей: Ribbon scanning, Snake scanning, Multiple-line scanning режимы оптимальны для различных измерений дендритов, тогда как Chessboard scanning и Multi-cube scanning лучше всего подходят для соматических измерений.

Режим	Техника анализа	Скорость сканирования	Измеряемые области	Преимущества для нейробиологии
3D Multiple-line		До 30 кГц на шипик	До 1000 шипиков	Анализ дендритов без прерывания и запись активности более 150 шипиков
3D Ribbon scanning		До 3 кГц на 50 мкм дендритный сегмент	Дендритные сегменты до 1000 мкм	Визуализация активности более 12 сегментов дендритных шипиков
3D Snake		До 300 Гц на 50 мкм дендритный сегмент	Дендритные сегменты до 300 мкм	Визуализация дендритов во время сильных смещений
3D Multi-layer		До 3 кГц для 2D области интереса	До 300 областей	Визуализация по всей длине клетки
3D Chessboard		До 3 кГц для 2D области интереса	До 300 областей	Высокоскоростная запись сомы
3D Multi-cube		До 300 Гц на область объема	До 30 областей	Визуализация сом во время сильных смещений