D45 Imagerie de l'activité neuronale

Topique

L'imagerie de l'activité neuronale de cet insecte — ce même insecte qui constitue déjà un autre modèle au sein de ce système — utilise généralement son propre indicateur fluorescent codé génétiquement, sensible au calcium intracellulaire de chaque neurone spécifique de cet insecte. Couplée à la microscopie biphotonique ou à champ large, cette technique permet d'observer, par exemple, ce même neurone spécialisé dans le système lobulaire d'une mouche, qui constitue déjà un modèle différent au sein de ce système.

Lorsque ce même neurone de cet insecte génère un potentiel d'action, établissant ainsi un autre modèle au sein de ce système basé sur cette même électrophysiologie directe, ce même calcium libre pénètre dans le neurone par un canal voltage-dépendant. La fluorescence finale de cet indicateur varie proportionnellement à cet influx de calcium, rendant compte indirectement de l'activité électrique du neurone, contrairement à l'électrophysiologie directe décrite au début de ce paragraphe.

Ce même signal final normalisé de fluorescence, par rapport à sa fluorescence de base, élimine toute variation due à l'éclairage externe et à l'expression spécifique de cet indicateur entre les neurones.

Cette même courbe d'étalonnage finale de l'indicateur transforme la fluorescence finale en une concentration finale de calcium libre, suivant ainsi la cinétique de liaison de l'indicateur selon l'équation de Michaelis-Menten. L'augmentation de cette concentration finale de calcium libre au sein du neurone entraîne une augmentation de la fluorescence finale de l'indicateur, jusqu'à atteindre son point de saturation spécifique.

Cependant, la résolution temporelle finale de cette imagerie est considérablement plus lente que l'activité électrique réelle du neurone, déjà établie par un autre modèle de cet ensemble concernant un potentiel d'action. Le transit final du calcium au sein du neurone est donc considérablement plus lent que le potentiel d'action réel, limitant ainsi la discrimination temporelle finale de cette imagerie par rapport à la fréquence de coupure établie par un autre modèle de cet ensemble concernant la réponse temporelle d'un récepteur.

Par conséquent, ce modèle, initialisé avec un indicateur fluorescent sensible au calcium, implique que la même résolution spatiale d'Abbe de cette imagerie — exactement la même résolution établie par un autre modèle de cet ensemble utilisant son propre critère de diffraction — détermine, de ce fait, le nombre de neurones différents, au sein du même système lobulaire de la mouche évoqué en début de paragraphe, que cette imagerie parvient encore à résoudre individuellement. Cette même analyse en composantes indépendantes décompose ensuite l'activité finale de chaque neurone présentant un chevauchement spectral, extrayant ainsi l'activité finale de chaque population indépendante à partir du signal d'imagerie brut. Le fait que cette imagerie d'insecte atteigne une résolution spatiale encore plus fine signifie que cette même analyse en composantes indépendantes peut décomposer un nombre encore plus important de ces neurones superposés.

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