【Cell Reports】重磅！非人灵长类神经科学研究迎来自由活动新时代！

【科研背景】

非人类灵长类动物(NHPs)是一种非常有效的神经科学模型，NHPs可以用来研究与人类高度相关的社会、认知和运动行为的神经回路。之前，使用双光子显微镜结合荧光、基因编码的钙指示剂，只能在头部固定的猴子上开展可视化亚细胞、单细胞和集合神经动力学的研究。但是这并不能满足自然行为，如：不能在头部固定的情况下进行的社交互动实验等。此外，与自然行为的情况相比，在头部固定条件下的神经活动存在较大差异（Ziv和Ghosh，2015年)。美国Inscopix公司则完美解决了这一问题！Inscppix的nVista神经元超微成像技术，使自由活动的啮齿类动物能够通过光学途径进入深脑神经群(Ghosh等人，2011年)。在此，研究者将一个优化的腺相关病毒(AAV)载体表达系统与nVista神经元超微成像系统结合在一起，展示了自然行为状态下非人灵长类动物（NHPs）的大脑运动皮层神经元在nVista 显微成像系统的活动状态。

【文章摘要】

在本研究中，研究者设计了双向触碰操作任务，任务显示了运动皮层神经元表现出异质的活动，研究者通过使用Inscopix数据采集软件实时观察到对于运动方向敏感的神经元在运动后活跃，但很少在运动前或运动中被激活。应用Inscopix神经元超微成像技术可进一步了解运动皮质的功能结构。

在接下来的实验中，研究者测试了不同的、更自然的行为。为了适应三维、快速移动的猴子，并解决了容易缠绕的线缆，研究者让猴子进行了爬梯任务，发现与运动相关的Ca2+事件发生率的增加。

使用nVista神经元超微成像这项技术使得那些在自然行为条件下分析与人类相关的行为活动中需要解析大规模神经回路信息的研究成为可能，从而能够研究复杂的行为，包括社会互动（Miller等人，2016年）、恐惧和焦虑(Barros and Tomaz，2002年, Shiba等人，2017年)和认知运动等任务。此外，相对较大的猴脑可以在大脑区域附近植入一对GRIN Lens，以监测两个相互关联的大脑区域，如M1和纹状体，而不需要使用复杂的、专门定制的显微镜(lecoq等人，2014年)。因此，将nVista显微成像这一技术与转基因猴技术相结合，有可能改变我们对人脑疾病的认识、诊断和治疗（Izpiua Belmonte等人，2015年, Okano等人，2016年)。

参考文献：

Calcium Transient Dynamics of Neural Ensembles in the Primary Motor Cortex of Naturally Behaving Monkeys ，Takahiro Kondo et al,. Cell Reports, 2018.08