Forscher des Max-Planck-Instituts für Verhaltensneurobiologie haben eine Miniatur entwickelt
Schema und Modell des Mikroskops und Beobachtungsdaten. Bild: Alexandr Klioutchnikov et al., Naturmethoden
Um zu verstehen, wie komplexes Verhalten entsteht,Es sei notwendig, Beobachtungen unter natürlichen Bedingungen durchzuführen, erklären die Wissenschaftler. Das neue Gerät funktioniert ferngesteuert, behindert die freie Bewegung von Tieren nicht und kann die Gehirnaktivität bei der Interaktion mit der Umgebung analysieren.
Das Gerät ist ein Drei-Photonen-GerätStirn Mikroskop. Es wiegt nur zwei Gramm und zeichnet dennoch die Aktivität von Neuronen mit einer Auflösung von einer Zelle in allen Schichten der Großhirnrinde auf. Da die Fokussierung ferngesteuert wird, ändert sich das Verhalten des Tieres während der Messungen nicht. Im Gegensatz zu Analoga kann das Gerät unter beleuchteten Bedingungen betrieben werden, und der modulare Aufbau des Mikroskops bietet die Möglichkeit der funktionellen Visualisierung mit hoher Auflösung von Neuronenkörpern bis zu ihren Fortsätzen, Dendriten.
Um die Funktionsweise des Geräts zu testen, haben die Forscherführten Messungen in der vierten und sechsten tiefen Schicht der Großhirnrinde von Mäusen durch. Während des Experiments erkundeten die Versuchstiere frei den Raum. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Nervenzellen in verschiedenen Schichten unterschiedlich modulierten, je nachdem, wie hell oder dunkel die Umgebung war.
Dies ist ein großer Schritt, um die Gehirnaktivität tief in der Großhirnrinde zu analysieren, während das Tier ein natürliches visuell geführtes Verhalten zeigt.
Jason Kerr, Leiter der Abteilung Gehirnorganisation und Verhalten am Max-Planck-Institut für Verhaltensneurowissenschaften
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Auf dem Cover: eine künstlerische Illustration eines Drei-Photonen-Mikroskops. Neuronen studieren. Bild: Julia Kuhl, Max-Planck-Gesellschaft