Fiber photometry
ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಯು ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶ ಅಥವಾ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಜಾಲದೊಳಗಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜೀವಕೋಶ-ಪ್ರಕಾರಗಳಿಂದ ನರವ್ಯೂಹಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು 'ಬೃಹತ್' ಅಥವಾ ಜನಸಂಖ್ಯೆ-ಮಟ್ಟದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ (ಸಿಎ2 +) ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಜನಸಂಖ್ಯೆ-ಮಟ್ಟದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಕಲಿಕೆ, ಸ್ಮರಣೆ ಮರುಸ್ಥಾಪನೆ ಮತ್ತು ಗುರಿ-ನಿರ್ದೇಶಿತ ನಡವಳಿಕೆಗಳಂತಹ ನಡವಳಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯಗಳೊಂದಿಗೆ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿಸಬಹುದು. ಈ ತಂತ್ರವು ಜೀವಂತ ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಮಿದುಳಿನಲ್ಲಿ ಫೈಬರ್ ಆಪ್ಟಿಕ್ಸ್ನ ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಅಳವಡಿಕೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಸಂಶೋಧಕರ ಪ್ರಯೋಜನಗಳೆಂದರೆ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ಗಳು ಇಂಪ್ಲಾಂಟ್ ಮಾಡಲು ಸರಳವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಇತರ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ವಿಧಾನಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಆಕ್ರಮಣಶೀಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದಾಯಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮಿನಿಸ್ಕೋಪ್ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಮೇಲೆ ಕಡಿಮೆ ತೂಕ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡವಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಅನೇಕ ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಚಿತ್ರಣ ಮತ್ತು ಇತರ ನರವಿಜ್ಞಾನ ತಂತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಏಕೀಕರಣಕ್ಕೂ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಯ ಮಿತಿಗಳು ಕಡಿಮೆ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಮತ್ತು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್, ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ ಫೈಬರ್ ಬಂಡಲ್ಗೆ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿ ಕಟ್ಟಿಹಾಕಬೇಕು, ಇದು ಇಲಿಗಳಂತಹ ಸಣ್ಣ ಸಸ್ತನಿಗಳ ನೈಸರ್ಗಿಕ ನಡವಳಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು. ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿವರಣೆ ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಯು ಜಿ. ಸಿ. ಎ. ಎಂ. ಪಿ. ಅಥವಾ ಆರ್. ಸಿ. ಎ. ಎಂ. ಪಿ. ಯಂತಹ ತಳೀಯವಾಗಿ ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸೂಚಕಗಳ (ಜಿ. ಇ. ಸಿ. ಐ. ಗಳು) ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಉತ್ತೇಜಕ ನರಕೋಶ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾನ್-ನ್ಯೂರಾನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುವ ಸಿಎ2 +/ಕ್ಯಾಲ್ಮೋಡುಲಿನ್-ಅವಲಂಬಿತ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಕೈನೇಸ್ II (ಸಿಎ. ಎಂ. ಕೆ. ಐ. ಐ.) ಮತ್ತು ಹ್ಯೂಮನ್ ಸಿನಾಪ್ಸಿನ್ (ಎಚ್. ಸಿ. ಐ. ಎನ್.) ನಂತಹ ಜೀವಕೋಶ-ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರವರ್ತಕರನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಗೆ ಗುರಿಯಾಗಿಸಬಹುದು. ಗ್ಲಿಯಲ್ ಫೈಬ್ರಿಲ್ಲರಿ ಆಸಿಡಿಕ್ ಪ್ರೋಟೀನ್ (ಜಿಎಫ್ಎಪಿ) ಪ್ರವರ್ತಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಆಸ್ಟ್ರೋಸೈಟ್ಗಳಂತಹ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ವಿವಿಧ ನರಕೋಶದ ಉಪವಿಧಗಳು ಮತ್ತು ನರಕೋಶವಲ್ಲದ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಗುರಿಯಾಗಿಸಲು ಈ ಪ್ರವರ್ತಕರನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ನ್ಯೂರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಆಸ್ಟ್ರೋಸೈಟ್ಗಳೆರಡರಲ್ಲೂ, ಆಕ್ಷನ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಚಟುವಟಿಕೆ, ನ್ಯೂರೋಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಟರ್ಗಳ ಎಕ್ಸೋಸೈಟೋಸಿಸ್, ಸಿನಾಪ್ಟಿಕ್ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಸಿಟಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಮತ್ತು ಜೀನ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕ್ರಿಪ್ಷನ್ ಅನ್ನು Ca2 + ಅಯಾನುಗಳ ಒಳಹರಿವಿನೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜೀವಕೋಶದೊಳಗಿನ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮಟ್ಟಗಳಲ್ಲಿನ ಈ ಚಟುವಟಿಕೆ-ಅವಲಂಬಿತ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಜೀವಕೋಶಕ್ಕೆ ಜಿಇಸಿಐಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಅಯಾನುಗಳ ಈ ಒಳಹರಿವಿನ ನಂತರ, ಜಿಇಸಿಐಗಳು ಸಿಎ2 + ಬೈಂಡಿಂಗ್ ಮೇಲೆ ಪ್ರತಿದೀಪಕವಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿದೀಪಕದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಅಂತರ್ಜೀವಕೋಶದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಗೆ (ಮತ್ತು ಇತರ ವಿವೋ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸೂಚಕವು ಜಿಸಿಎಎಂಪಿ6 ಆಗಿದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಜಿಇಸಿಐಗಳನ್ನು ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರತಿದೀಪಕ ವರ್ಣಪಟಲ, ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರ, ಸಿಗ್ನಲ್-ಟು-ಶಬ್ದ ಅನುಪಾತಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ-ಸಂವೇದನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಈ ಸೂಚಕಗಳನ್ನು ಮೆದುಳಿನಲ್ಲಿ ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದುಃ ವೈರಲ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸ್ಜೆನಿಕ್ ಮೌಸ್ ರೇಖೆಗಳು. ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ವಿವಿಧ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಲಭ್ಯವಿರುವ ಸೂಚಕಗಳ ಪಟ್ಟಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಡೋಪಮೈನ್ ಸಿಗ್ನಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ರೆಕಾರ್ಡ್ ಮಾಡಲು ಡಿ. ಲೈಟ್, ಅಥವಾ ಓರೆಕ್ಸಿನ್ ಅನ್ನು ರೆಕಾರ್ಡ್ ಮಾಡಲು ಆಕ್ಸ್ಲೈಟ್. ಜಿಸಿಎಎಂಪಿ, ಆರ್ಸಿಎಎಂಪಿ, ಡಿಲೈಟ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಸೂಚಕಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ತರಂಗಾಂತರದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲದಿಂದ ಪ್ರಚೋದಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ ತಮ್ಮದೇ ಆದ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅಥವಾ ನ್ಯೂರೋಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಟರ್ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ದಾಖಲಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಬೆಳಕಿನ ನಿಖರವಾದ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ತರಂಗಾಂತರಗಳನ್ನು ತಲುಪಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ (ಉದಾ. ಜಿಸಿಎಎಂಪಿ) ಅಥವಾ ನ್ಯೂರೋಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಟರ್ ಇಂಡಿಕೇಟರ್ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ. ಡಿ. ಲೈಟ್). ಈ ಬೆಳಕು ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಆಸಕ್ತಿಯ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿರುವ ಫೈಬರ್ ಆಪ್ಟಿಕ್ಗೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸೂಚಕವು ಜೀವಕೋಶ-ರೀತಿಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಈ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಪ್ರಚೋದಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, ಅದೇ ಫೈಬರ್ ಮೂಲಕ ಹಿಂತಿರುಗುವ ತನ್ನದೇ ಆದ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಡೈಕ್ರೋಯಿಕ್ ಕನ್ನಡೆಯಿಂದ ವರ್ಣಪಟಲವಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಫಿಲ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫೋಟೊ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್, ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕ್ಯಾಮೆರಾ ಅಥವಾ ಪಿಎಂಟಿ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಸಂಕೇತವು ಆರಂಭಿಕ ಬೇಸ್ಲೈನ್ (ಎಫ್) ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಪ್ರತಿದೀಪಕದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಟ್ರಾನ್ಸಿಯೆಂಟ್ಗಳಿಗೆ (δF/F) ಅನುಗುಣವಾದ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು. ಈ ಸಮಯ ಸರಣಿಯ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಪಿಎಂಎಟಿ, ಪೈಫೊಟೊಮೆಟ್ರಿ ಮತ್ತು ಗುಪಿಪೈನಂತಹ ವಿವಿಧ ತೆರೆದ ಮೂಲ ಪೈಪ್ಲೈನ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದು. ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ಐಸೊಸ್ಬೆಸ್ಟಿಕ್ ಸಂಕೇತಗಳು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ-ಸ್ವತಂತ್ರ ಸಂಕೇತಗಳಾಗಿವೆ (ಅಂದರೆ. ಸರಿಸುಮಾರು 405-415 nm) ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ-ಅವಲಂಬಿತ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿದೆ (ಅಂದರೆ. GCaMP ಗೆ 470 nm). GCaMPಯು Ca2 + ಬೌಂಡ್ ಮತ್ತು ಅನ್-ಬೌಂಡ್ ಎಂಬ ಎರಡು ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಎರಡು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಂರಚನೆಗಳು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಪ್ರಚೋದನೆ ಮತ್ತು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಸಿಎ2 + ನೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತು ಇಲ್ಲದೆ ಜಿಸಿಎಎಂಪಿ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ತರಂಗಾಂತರವು ಐಸೊಸ್ಬೆಸ್ಟಿಕ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ-ಸ್ವತಂತ್ರ ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಆಧಾರರೇಖೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ-ಸ್ವತಂತ್ರ ಸಂಕೇತದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಚಲನೆ ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶಗಳ ಸ್ವಯಂ ಫ್ಲೂರೊಸೆನ್ಸ್ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫ್ಲೂರೊಸೆನ್ಸ್ನಲ್ಲಿನ ನಿಜವಾದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಲು ಅದನ್ನು ಕಳೆಯಬಹುದು ಅಥವಾ ಹಿಂತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಜೆನೆಟಿಕಲಿ-ಎನ್ಕೋಡೆಡ್ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಇಂಡಿಕೇಟರ್ಸ್ (ಜಿಇಸಿಐ): ಜೆನೆಟಿಕಲಿ ಎನ್ಕೋಡೆಡ್ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಇಂಡಿಕೇಟರ್ಸ್ ಎಂದರೇನು? ತಳೀಯವಾಗಿ ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸೂಚಕಗಳ (ಜಿಇಸಿಐ) ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಎರಡು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದುಃ ಅಡೆನೊ-ಸಂಬಂಧಿತ ವೈರಲ್ ವಾಹಕಗಳು ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸ್ಜೆನಿಕ್ ದಂಶಕ ರೇಖೆಗಳು. ವೈರಲ್ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ಗೆ ಆಸಕ್ತಿಯ ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಜಿಇಸಿಐ ದ್ರಾವಣದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಚೋದಕ ನರಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಆಸ್ಟ್ರೋಸೈಟ್ಗಳನ್ನು ಗುರಿಯಾಗಿಸಲು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸಿಎಎಂಕೆಐಐ ಮತ್ತು ಜಿಎಫ್ಎಪಿಯಂತಹ ಜೀವಕೋಶ-ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರವರ್ತಕರ ಬಳಕೆಯ ಮೂಲಕ ಈ ವೈರಸ್ ಅನ್ನು ವಿಶಿಷ್ಟ ಜೀವಕೋಶ-ಪ್ರಕಾರಗಳಿಗೆ ಸೋಂಕು ತಗಲುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಬಹುದು. ಇದು ಅಳವಡಿಸಲಾದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಮೂಲಕ ನರಕೋಶಗಳು ಅಥವಾ ಗ್ಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳ ತಳೀಯವಾಗಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾದ ಉಪ-ಜನಸಂಖ್ಯೆಯಿಂದ ನರಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ದಾಖಲಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ವೈರಲ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಗೆ ಮೆದುಳಿನಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ತವಾದ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುವಿಕೆಗಳ ಟೈಟ್ರೇಶನ್ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಕೆಲವು ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಜೆನಿಕ್ ದಂಶಕ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಬದಲು ಅಗತ್ಯವಾಗಬಹುದು. ಇಡೀ ಮೆದುಳಿನಾದ್ಯಂತ ಸರ್ವತ್ರ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುವ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಜೆನಿಕ್ ರೇಖೆಗಳ ಬಳಕೆಯ ಮೂಲಕವೂ ಜಿಇಸಿಐಗಳ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಇಲಿ ಅಥವಾ ಇಲಿಗಳ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯು ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗಬಹುದು, ಇದು ರೆಕಾರ್ಡಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಒಡ್ಡುತ್ತದೆ. ಜಿಸಿಎಎಂಪಿ ಎಂದರೇನು? ಜಿಸಿಎಎಂಪಿ ಎಂಬುದು ತಳೀಯವಾಗಿ ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸೂಚಕವಾಗಿದೆ (ಜಿಇಸಿಐ), ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅನೇಕ ಚಿತ್ರಣ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೂಚಕವು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅಯಾನು (Ca2 +) ಗೆ ಬದ್ಧವಾಗಿದ್ದಾಗ GCaMP ಪ್ರತಿದೀಪಕವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸಂಕೇತವು ನರಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಮಾದರಿಗಳು, ನರಪ್ರೇಕ್ಷಕದ ಬಿಡುಗಡೆ ಮತ್ತು ಪೊರೆಯ ಪ್ರಚೋದನೆಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಜಿಸಿಎಎಂಪಿ ಮತ್ತು ಅದರ ಐಸೊಸ್ಬೆಸ್ಟಿಕ್ ಸಂಕೇತದ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ತರಂಗಾಂತರಗಳು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಸುಮಾರು 470 ಎನ್ಎಂ ಮತ್ತು 415 ಎನ್ಎಂ (ನೀಲಿ) ಆಗಿವೆ. ಸೂಚಕದ ಗರಿಷ್ಠ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಐಸೊಸ್ಬೆಸ್ಟಿಕ್ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಫೋಟೋ-ಎಕ್ಸೈಟ್ ಮಾಡುವುದು ಇದರ ಗುರಿಯಾಗಿದೆ. ಜಿಸಿಎಎಂಪಿಯ ಐಸೊಸ್ಬೆಸ್ಟಿಕ್ ಬಿಂದುವು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ-ಸ್ವತಂತ್ರ ಸಂಕೇತವಾಗಿದೆ, ಇದು ಸರಿಸುಮಾರು 405-415 ಎನ್ಎಂ ಆಗಿದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ಬದ್ಧ ಮತ್ತು ಬದ್ಧವಲ್ಲದ ಎರಡು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಜಿ. ಸಿ. ಎ. ಎಂ. ಪಿ. ಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಇದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಎರಡು ರಾಜ್ಯಗಳು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಪ್ರಚೋದನೆ ಮತ್ತು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಈ ಎರಡು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ತರಂಗಾಂತರವು ಐಸೊಸ್ಬೆಸ್ಟಿಕ್ ಬಿಂದುವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಬೇಸ್ಲೈನ್ ಪ್ರತಿದೀಪಕವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ-ಸ್ವತಂತ್ರ ಸಂಕೇತದಲ್ಲಿ ಚಲನೆ ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂ ಪ್ರತಿದೀಪಕವು ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಡವಳಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯ ಅಥವಾ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಕುಶಲತೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಪ್ರತಿದೀಪಕದಲ್ಲಿನ ನಿಜವಾದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಲು ಅದನ್ನು ಕಳೆಯಬಹುದು ಅಥವಾ ಹಿಂತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಜಿಸಿಎಎಂಪಿಯ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ತರಂಗಾಂತರವು ಸರಿಸುಮಾರು 525 ಎನ್ಎಂ (ಹಸಿರು) ಆಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ನಡವಳಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಮಯದಾದ್ಯಂತ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿಸಬಹುದು. ಬಹು-ಬಣ್ಣದ ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿ ಅನೇಕ ಜೀವಕೋಶ ಪ್ರಕಾರಗಳಲ್ಲಿ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ವೀಕ್ಷಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ಒಂದೇ ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಜಿಇಸಿಐಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪು ಹಸಿರು ಮತ್ತು ಕೆಂಪು ಜಿಇಸಿಐಗಳು, ಜಿಸಿಎಎಂಪಿ6ಎಫ್ ಮತ್ತು ಜೆಆರ್ಜಿಇಸಿಒ1ಎಗಳಿಂದ ಪ್ರತಿದೀಪಕತೆಯನ್ನು ದಾಖಲಿಸಿದೆ, ಇವುಗಳು ಮುಕ್ತವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುವ ಇಲಿಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಟ್ರೈಟಲ್ ಡೈರೆಕ್ಟ್-ಮತ್ತು ಪರೋಕ್ಷ-ಪಾಥ್ವೇ ಸ್ಪೈನಿ ಪ್ರೊಜೆಕ್ಷನ್ ನ್ಯೂರಾನ್ಗಳಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತವಾಗಿವೆ. ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಒಂದೇ ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಜಿಇಸಿಐಗಳ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಎರಡು ಗುಂಪಿನ ನ್ಯೂರಾನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಬೃಹತ್ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂನ ಈ ಏಕಕಾಲಿಕ ದಾಖಲಾತಿಗಳನ್ನು ನ್ಯೂರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಆಸ್ಟ್ರೋಸೈಟ್ಗಳಂತಹ ಅನೇಕ ಜೀವಕೋಶ ಪ್ರಕಾರಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಹ ಮಾಡಬಹುದು. ಈ ಜೀವಕೋಶದ ಪ್ರಕಾರಗಳು ಜಿಎಫ್ಎಪಿ ಮತ್ತು ಎಚ್ಸಿನ್ಗಳಂತಹ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರವರ್ತಕರನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಜಿಇಸಿಐಗಳನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಗುರಿಯಾಗಿಸಬಹುದು. ಮತ್ತೊಂದು ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪು ಆಸ್ಟ್ರೋಸೈಟ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂರಾನ್-ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರವರ್ತಕರನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಯಶಸ್ವಿ ಡ್ಯುಯಲ್-ಕಲರ್ ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು, ಆದರೆ ಇಲಿಗಳು ಮುಕ್ತವಾಗಿ ವರ್ಕಿಂಗ್ ಮೆಮೊರಿ ಟಾಸ್ಕ್ (ಟಿ-ಮೇಜ್) ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದವು. ಸಲಕರಣೆಗಳು ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಯ ಗುರಿಯು ಮೆದುಳಿನ ಆಸಕ್ತಿಯ ಪ್ರದೇಶದೊಳಗಿನ ಜೀವಕೋಶಗಳ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯಿಂದ ಬೃಹತ್ ಪ್ರಮಾಣದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸಂಕೇತವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ತಲುಪಿಸುವುದು, ಹೊರತೆಗೆಯುವುದು ಮತ್ತು ದಾಖಲಿಸುವುದು. ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಲು, ಜಿಇಸಿಐ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕ್ಯಾನುಲಾ/ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸೆಯಿಂದ ಅಳವಡಿಸಬೇಕು. ಈ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯ ಮಟ್ಟದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಲ್ಲದು, ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಜೀವಕೋಶದ ಚಟುವಟಿಕೆಯಲ್ಲ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ಗಳು ಆಳವಾದ ಮತ್ತು ಆಳವಿಲ್ಲದ ಮೆದುಳಿನ ರಚನೆಗಳಿಂದ ರೆಕಾರ್ಡಿಂಗ್ ಮಾಡಲು ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಜಿಆರ್ಐಎನ್ ಮಸೂರಗಳು ಅಥವಾ ಕಾರ್ಟಿಕಲ್ ಕಿಟಕಿಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ ಅಂಗಾಂಶದ ಹಾನಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಜಿಸಿಎಎಂಪಿ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಸುಮಾರು 470 ಎನ್ಎಂ ಮತ್ತು 530 ಎನ್ಎಂನಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಚೋದನೆ ಮತ್ತು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಜಿಇಸಿಐಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಕಡಿಮೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಶಕ್ತಿಯಿಂದಾಗಿ ಎಲ್ಇಡಿ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಮೆದುಳಿನಿಂದ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಸಾಧನಕ್ಕೆ ಎರಡು ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಚೋದನೆ ಮತ್ತು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಸಂಕೇತಗಳ ಸರಿಯಾದ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಡೈಕ್ರೋಯಿಕ್ ಕನ್ನಡಿಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಚೋದನೆ/ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಶೋಧಕಗಳಿಂದ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೂರು ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಸಾಧನಗಳಿವೆಃ ಫೋಟೊ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ಗಳು, ಫೋಟೊಮಲ್ಟಿಪ್ಲೈಯರ್ ಟ್ಯೂಬ್ಗಳು (ಪಿಎಂಟಿಗಳು) ಮತ್ತು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕ್ಯಾಮೆರಾಗಳು. ಒಂದೇ ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವಾಗ, ಅವುಗಳ ವೇಗದ ಸ್ವಾಧೀನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸಿಗ್ನಲ್-ಟು-ಶಬ್ದ ಅನುಪಾತ (ಎಸ್. ಎನ್. ಆರ್) ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಫೋಟೊ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಅಥವಾ ಪಿ. ಎಂ. ಟಿ. ಯನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ. ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ, ಅನೇಕ ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಂದ ಸಂಗ್ರಹಿಸುವಾಗ, ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕ್ಯಾಮೆರಾಗಳು ಅಥವಾ ಅನೇಕ ಫೋಟೊ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ಗಳು ಅಥವಾ ಪಿಎಂಟಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು. ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕ್ಯಾನುಲಾ, ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಸಾಧನದ ನಡುವೆ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಜಿಇಸಿಐಗೆ ನಿಖರವಾದ ಬೆಳಕಿನ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕ್ಯಾನುಲಾ/ಫೈಬರ್ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರೆಕಾರ್ಡಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಸಾಧನದಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಕೆಲವು ಉದಾಹರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯೂರೋಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಕ್ಸ್, ಇನ್ಸ್ಕೋಪಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಮೈಟೆಕ್ಸ್ ಬಯೋ ಸೇರಿವೆ. ಪ್ರಯೋಜನಗಳು ಮತ್ತು ಮಿತಿಗಳು ಎಲ್ಲಾ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ವಿಧಾನಗಳು ಬಳಕೆಯ ಮೊದಲು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕಾದ ಪರಿಗಣನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಚಿತ್ರಣಕ್ಕಾಗಿ ಇತರ ತಂತ್ರಗಳಿಗಿಂತ ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಯು ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಇದು ಮಿತಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಬರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಜನಗಳು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳು ತಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಲು ಬಯಸುತ್ತಾರೆ ಆದರೆ ಇನ್ನೂ ಹಾಗೆ ಮಾಡಲು ಆರ್ಥಿಕ ಅಥವಾ ತಾಂತ್ರಿಕ ಸಂದರ್ಭಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲದಿರಬಹುದು, ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಯು ಪ್ರವೇಶಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆ ತಡೆಗೋಡೆಯಾಗಿದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ಗಳು ಇಂಪ್ಲಾಂಟ್ ಮಾಡಲು ಸರಳವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಕಡಿಮೆ ಆಕ್ರಮಣಶೀಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಒಂದು ಅಥವಾ ಎರಡು-ಫೋಟಾನ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ನಂತಹ ಇತರ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ವಿಧಾನಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಅಗ್ಗವಾಗಿವೆ. ಇದು ರೇಖಾಂಶದ ನಡವಳಿಕೆಯ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ಒಳ್ಳೆಯದು ಏಕೆಂದರೆ ಮಿನಿಸ್ಕೋಪ್ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಮೇಲೆ ಕಡಿಮೆ ತೂಕ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡವಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಇತರ ವಿಧಾನಗಳಿಗಿಂತ ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಚಲನಶೀಲತೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ದೊಡ್ಡ ದಂಶಕ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಚಲಿಸುವ, ನೈಸರ್ಗಿಕ ನಡವಳಿಕೆಗಳಿಗೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಬಹುಮುಖ ತಂತ್ರವಾಗಿದ್ದು, ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಅನೇಕ ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಚಿತ್ರಣ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫಿಸಿಯಾಲಜಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಿಸ್ಟಮ್-ಮಟ್ಟದ ನರವಿಜ್ಞಾನ ತಂತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಏಕೀಕರಣಕ್ಕೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ತೀರಾ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಈ ತಂತ್ರವನ್ನು ನ್ಯೂರೋಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಟರ್ ಚಟುವಟಿಕೆ ಅಥವಾ ಪಿಹೆಚ್ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಇತರ ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಸೂಚಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು. ಮಿತಿಗಳು ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಯ ಪ್ರಮುಖ ಮಿತಿಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಲು ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಯೋಜಿಸುವಾಗ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆಃ ಕಡಿಮೆ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಮತ್ತು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ನ ಈ ಕೊರತೆಯು ಒಂದು ವೀಕ್ಷಣಾ ಕ್ಷೇತ್ರದೊಳಗಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಯ ಸಂಗ್ರಹಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಇದು ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಸಂಕೇತದಲ್ಲಿ 'ಬೃಹತ್' ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಒನ್-ಮತ್ತು ಟು-ಫೋಟಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯಂತಹ ಇತರ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕಿಂತ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕ್ಯಾನುಲಾದ ಗಾತ್ರವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೂ, ಪ್ರಾಣಿಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ ಫೈಬರ್ ಬಂಡಲ್ಗೆ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿ ಕಟ್ಟಿಹಾಕಬೇಕು. ಇದು ಇಲಿಗಳಂತಹ ಸಣ್ಣ ಸಸ್ತನಿಗಳ ನೈಸರ್ಗಿಕ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಇತರ ವಿಧಾನಗಳಾದ ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು DREADD ಗಳೊಂದಿಗೆ ಏಕೀಕರಣ ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ನರಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆ ಮತ್ತು ನಡವಳಿಕೆಯ ನಡುವೆ ಸಾಂದರ್ಭಿಕ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಸೆಳೆಯಲು ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಕುಶಲತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು. ಮೆದುಳಿನಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾದ ಜೀವಕೋಶದ ಪ್ರಕಾರಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ಷೇಪಗಳ ಉದ್ದೇಶಿತ ಸಮನ್ವಯವನ್ನು ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಅಥವಾ ಡಿಸೈನರ್ ರಿಸೆಪ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದು, ಇವುಗಳನ್ನು ಡಿಸೈನರ್ ಡ್ರಗ್ಸ್ (DREADDs) ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದೆ. ಇತರ ಅಂಶಗಳ ಜೊತೆಗೆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ನಿಖರತೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ವಿಧಾನವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜೀವಕೋಶದ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಕ್ಲೋಜಪೈನ್-ಎನ್-ಆಕ್ಸೈಡ್ (ಸಿಎನ್ಒ) ಅಥವಾ ಡೆಸ್ಕ್ಲೋರೋಕ್ಲೋಜಪೈನ್ (ಡಿಸಿಝಡ್) ನಂತಹ ಲಿಗ್ಯಾಂಡ್ನ ಫಾರ್ಮಾಕೋಕೈನೆಟಿಕ್ಸ್ನಿಂದಾಗಿ ಡ್ರೆಡ್ಗಳು ಕಡಿಮೆ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರೀಡ್ಔಟ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ ಕುಶಲತೆಯು ಕೆಳಗೆ ಚರ್ಚಿಸಲಾದ ಹಲವಾರು ಸಂಭಾವ್ಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಬರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ವಿವೋ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫಿಸಿಯಾಲಜಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಅದೇ ಪ್ರಾಣಿಯೊಳಗಿನ ಇನ್ ವಿವೋ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫಿಸಿಯಾಲಜಿಯೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಬಹುದು. ಸಂಯೋಜಿಸಿದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫಿಸಿಯೋಲಾಜಿಕಲ್ ರೆಕಾರ್ಡಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಇಮೇಜಿಂಗ್ನ ಈ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುವ ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ನರಕೋಶದ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ನಿಖರತೆಯ ರೀಡ್-ಔಟ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಜೀವಕೋಶದ ರೀತಿಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ವೀಕ್ಷಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಸಂಭಾವ್ಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಪರಿಹಾರಗಳು ಒಂದೇ ನರಕೋಶಗಳಿಗೆ ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ ಶೋಧಕಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸೂಚಕಗಳ ವಿತರಣೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯು ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸೂಚಕಗಳು ಮತ್ತು ಕುಶಲತೆಯ ವಾಹಿನಿಗಳು GCaMP ಮತ್ತು ಚಾನೆಲ್ ರೋಡೋಪ್ಸಿನ್ (ChR2) ನಂತಹ ಅತಿಕ್ರಮಿಸುವ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ವರ್ಣಪಟಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು, ಇವೆರಡೂ ಸುಮಾರು 470 nm ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಗರಿಷ್ಠ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸೂಚಕದ ಪ್ರಚೋದನೆಯು ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ ಬೆಳಕಿನ-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಅಯಾನು ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸಂಕೇತದಲ್ಲಿನ ಅಳತೆಯ ಬದಲಾವಣೆಯು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅಥವಾ ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್-ಪ್ರೇರಿತ ಸಂಕೇತದಲ್ಲಿನ ನಿಜವಾದ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಕಾರಣವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗೆ ಪರಿಹಾರಗಳು ನಿಮ್ಮ ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ ಪ್ರೋಬ್ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸೂಚಕದೊಂದಿಗೆ ಅತಿಕ್ರಮಿಸದ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸೂಚಕಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸೂಚಕಗಳು (ಜಿಸಿಎಎಂಪಿ, ಆರ್ಸಿಎಎಂಪಿ) ಮತ್ತು ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ ಪ್ರೋಬ್ಸ್ ಫಾರ್ ಎಕ್ಸೈಟೇಶನ್ (ಸಿಎಚ್ಆರ್2, ಕ್ರಿಮ್ಸನ್) ಮತ್ತು ಇನ್ಹಿಬಿಷನ್ (ಇಎನ್ಪಿಹೆಚ್ಆರ್, ಆರ್ಚ್, ಜಾಸ್) ಇದಕ್ಕೆ ಆಯ್ಕೆಗಳಾಗಿವೆ. ಇತರ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ವಿಧಾನಗಳಾದ ಮಿನಿಸ್ಕೋಪ್ಗಳು ಮತ್ತು ಏಕ-ಫೋಟಾನ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಮಿನಿಸ್ಕೋಪ್ಗಳು ತಲೆ-ಆರೋಹಿತವಾದ, ಚಿಕಣಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕಗಳಾಗಿವೆ, ಇದು ಮುಕ್ತವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುವ ಇಲಿಗಳು ಮತ್ತು ಇಲಿಗಳಲ್ಲಿ ನರಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ದೊಡ್ಡ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳ ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರದಿಂದಾಗಿ ಇದು ಸಾಧ್ಯ, ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಇಲಿ ಅಥವಾ ಇಲಿಗಳಿಗೆ ನಡವಳಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಮಾಡದೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಾಗಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಹಗುರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಆಳವಾದ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯ ಮೆದುಳಿನ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಅಳವಡಿಸಿದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್-ರಿಫ್ರಕ್ಟಿವ್-ಇಂಡೆಕ್ಸ್ (ಜಿಆರ್ಐಎನ್) ಮಸೂರಗಳು ಅಥವಾ ಕಾರ್ಟಿಕಲ್ ಕಿಟಕಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಶೋಧಕರು ಮಿನಿಸ್ಕೋಪ್ಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸುತ್ತಾರೆ. ಒಂದೇ ಪ್ರಾಣಿಯೊಳಗೆ ನೂರಾರು ತಳೀಯವಾಗಿ ಮತ್ತು ಪ್ರಾದೇಶಿಕವಾಗಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾದ ಜೀವಕೋಶಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲು ಈ ವಿಧಾನವು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಫೈಬರ್ ಫೋಟೊಮೆಟ್ರಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಮಿನಿಸ್ಕೋಪ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ನೊಂದಿಗೆ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತವೆ, ಪ್ರತ್ಯೇಕ ನ್ಯೂರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂರಾನ್ ಅಲ್ಲದ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂನಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಈ ವಿಧಾನವು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ 'ಆರೋಗ್ಯಕರ' ದಿಂದ ರೋಗಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಅಥವಾ ನಡವಳಿಕೆಯ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ಶಕ್ತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇಮೇಜಿಂಗ್ನ ಈ ವಿಧಾನವು ಕಡಿಮೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಬ್ದವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಎರಡು-ಫೋಟಾನ್ನಂತಹ ಇತರ ಬಹು-ಫೋಟಾನ್ ವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಕಡಿಮೆ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಚಿಕಣಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕಗಳು ಮೇಲೆ ಚರ್ಚಿಸಿದಂತೆ, ಆಪ್ಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಇಮೇಜಿಂಗ್ನ ಸಂಯೋಜನೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ದೂರದ-ಕೆಂಪು-ಸ್ಥಳಾಂತರಗೊಂಡ ಸೂಚಕಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿ ಸೀಮಿತವಾಗಿವೆ. ಎರಡು-ಫೋಟಾನ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಎರಡು-ಫೋಟಾನ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಎಂಬುದು ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಜಿಇಸಿಐ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿನ ಏರಿಳಿತಗಳನ್ನು ದಾಖಲಿಸುವ ಮತ್ತೊಂದು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಮೆದುಳಿನ ಮೇಲ್ಮೈಗಿಂತ ಕೆಳಗಿರುವ 600-700 ಮೈಕ್ರಾನ್ಗಳವರೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಬೆಳಕು ಚೆಲ್ಲಾಪಿಲ್ಲಿಯಾಗುವ ಮೆದುಳಿನ ಅಂಗಾಂಶವನ್ನು ಭೇದಿಸುವ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಇತರ ತಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಎರಡು-ಫೋಟಾನ್ಗಳು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾದ ಫೋಕಲ್ ಪ್ಲೇನ್ನೊಳಗೆ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ಗಳು ಮತ್ತು ಆಕ್ಸೋನಲ್ ಬಾಟನ್ಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಮತ್ತು ಉಪ-ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಅನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕ್ಯಾನುಲಾ ಅಥವಾ ಮೈಕ್ರೋ-ಎಂಡೋಸ್ಕೋಪ್ನ ಸಹಾಯವಿಲ್ಲದೆ, ಈ ವಿಧಾನವು ಹೆಚ್ಚು ಬಾಹ್ಯ ಮೆದುಳಿನ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಚಿತ್ರಣವು ಕೆಲವು ಸಂಕೀರ್ಣ ನಡವಳಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ನಡವಳಿಕೆಗಳನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಾಣಿಗಳು ತಲೆ-ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಬೇಕು. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ವಿಕಿಪೀಡಿಯ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ನ್ಯೂರೋಸೈನ್ಸ್