Connectomique Révéler le « câblage » des réseaux neuronaux
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Connectomique

Révéler le « câblage » des réseaux neuronaux

Travailler dans le domaine de la connectomique signifie créer des cartes complètes des réseaux du cerveau et du système nerveux. Votre recherche comprend l'identification et la mesure de toutes les parties de chaque neurone : le soma, les dendrites, le chemin axonal et les schémas de ramification et la combinaison de ces données avec les synapses et les jonctions lacunaires de l'ensemble du circuit.

Vos défis en microscopie sont vastes ; une résolution submicronique est requise sur de longues distances à l'intérieur de grands volumes de tissus denses et compliqués.

Image de synapses cérébrales de souris capturée à l'aide de la tomographie FIB-SEM
Image de synapses cérébrales de souris capturée à l'aide de la tomographie FIB-SEM

Image de synapses cérébrales de souris capturée à l'aide de la tomographie FIB-SEM. Avec l'aimable autorisation d'A. Merchán Pérez, J. R. Rodriguez, L. Alonso-Nanclares, J. DeFelipe, Universidad Politécnica de Madrid, Espagne

Image de synapses cérébrales de souris capturée à l'aide de la tomographie FIB-SEM. Avec l'aimable autorisation d'A. Merchán Pérez, J. R. Rodriguez, L. Alonso-Nanclares, J. DeFelipe, Universidad Politécnica de Madrid, Espagne

Imagerie 3D en ultra résolution de neurones

La microscopie électronique à balayage (MEB) fournit la superbe résolution requise pour visualiser les connexions neuronales. L'imagerie 3D ultra résolution peut être obtenue avec l'imagerie de bloc face en série à l'aide de la gamme de microscopes électroniques ZEISS GeminiSEM ou ZEISS Sigma intégrés à 3View. La tomographie FIB-SEM peut aussi être utilisée pour la visualisation 3D des neurones à l'aide de ZEISS Crossbeam.

Large coupe de tissus cérébraux de souris. Avec l'aimable autorisation de J. Lichtman, Université d'Harvard, États-Unis
Large coupe de tissus cérébraux de souris. Avec l'aimable autorisation de J. Lichtman, Université d'Harvard, États-Unis

Large coupe de tissus cérébraux de souris. Avec l'aimable autorisation de J. Lichtman, Université d'Harvard, États-Unis

Large coupe de tissus cérébraux de souris. Avec l'aimable autorisation de J. Lichtman, Université d'Harvard, États-Unis

La microscopie électronique à balayage bat des records de vitesse

ZEISS a développé une nouvelle technologie de MEB multi-faisceau pour l'imagerie de larges zones d'échantillon, la gamme ZEISS MultiSEM. En partenariat avec l'ultramicrotome automatisé de collecte de bande, qui coupe l'échantillon en sections ultrafines, MultiSEM accélère considérablement l'acquisition de données 3D ultra résolution grâce à la tomographie en réseau. La cartographie de tissus cérébraux plus grands (1 mm³) à haute résolution est désormais à portée de main.

Coupe ultra mince de cerveau de souris. Avec l'aimable autorisation de M. Ocana, Université de Harvard, États-Unis
Coupe ultra mince de cerveau de souris. Avec l'aimable autorisation de M. Ocana, Université de Harvard, États-Unis

Coupe ultra mince de cerveau de souris. Avec l'aimable autorisation de M. Ocana, Université de Harvard, États-Unis

Coupe ultra mince de cerveau de souris. Avec l'aimable autorisation de M. Ocana, Université de Harvard, États-Unis

Analysez les informations ultrastructurales dans un contexte plus large

Vous pouvez rassembler les données de grands champs d'observation collectées avec un microscope à champ large tel que ZEISS Axio Observer, et les informations ultrastructurales d'un microscope électronique à balayage (MEB). Le logiciel ZEISS ZEN Connect permet de combiner les données de n'importe quelle source d'imagerie ZEISS et d'observer les interactions entre les différentes parties du cerveau et cellules neuronales impliquées.

L'exemple montre une coupe ultra-mince de cerveau de souris. L'image d'ensemble (à gauche) a été acquise par microscopie à champ large. La synapsine-1 a été marquée par Alexa Fluor 647 (vert) qui cible les vésicules présynaptiques, et à la géphyrine (rouge) avec Alexa Fluor 594 qui cible une partie du réseau protéique postsynaptique. Les noyaux ont été colorés avec DAPI (bleu). L'image d'ensemble a été utilisée pour la navigation et le déplacement des ROI. Les encadrés ont été acquis par microscopie électronique à balayage (à droite).

Cerveau de souris Thy1-EGFP transparisé avec une version modifiée d'iDISCO
Cerveau de souris Thy1-EGFP transparisé avec une version modifiée d'iDISCO

Cerveau de souris Thy1-EGFP transparisé avec une version modifiée d’iDISCO, capturé par microscopie à feuillet de lumière. Avec l'aimable autorisation de S. Gandhi, Université de Californie Irvine, États-Unis et Translucence Biosystems, États-Unis

Cerveau de souris Thy1-EGFP transparisé avec une version modifiée d’iDISCO, capturé par microscopie à feuillet de lumière. Avec l'aimable autorisation de S. Gandhi, Université de Californie Irvine, États-Unis et Translucence Biosystems, États-Unis

Imagerie approfondie des neurones fluorescents avec du tissu cérébral optiquement transparisé

Les méthodes d'éclaircissement optique permettent de réaliser une microscopie de neurones marqués par fluorescence profondément dans le cerveau. La microscopie à feuillet de lumière, proposée par ZEISS Lightsheet 7, ou la microscopie confocale, comme avec la gamme ZEISS LSM 9, vous permet d'obtenir une imagerie 3D nette et haute résolution de neurones dans des cerveaux transparisés en un temps étonnamment court.

  • Cerveau de souris transparisé avec CLARITY.

    Neurones marqués avec Thy1-GFP et acquis par microscopie confocale. L'ensemble de données a une profondeur de 800 µm. Avec l'aimable autorisation de T. Ruff, Institut Max Planck de neurobiologie, Allemagne

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