本期Nature Communications报告说，研究人员能够捕捉到一只发育中的果蝇的一个完整的中枢神经系统(CNS)的神经活动。通过将高速显微镜和计算工具相结合，研究人员能够对分离出的果蝇幼虫的整个CNS的神经活动进行同步成像。
成像技术如光片显微镜的最新进展使得人们能够对大体积的神经组织进行高速、高分辨率和三维成像。由于这些进展，再加上用于检测特定细胞群的神经活动的技术得到了改进，所以研究人员有可能在动物做特定动作的同时对某一神经系统的每一部分的活动进行记录。然而此前，该技术还没有被用来对一个相对较大的模型生物(如发育中的果蝇)的整个中枢神经系统进行成像。
现在Philipp Keller及同事介绍了在样本准备、神经活动成像和图像分析方面的若干方法改进，这些改进使他们能够对果蝇幼虫的整个CNS在分离之后进行成像。采用这一方法，他们能够对整个CNS中协调的运动活动模式进行长达一个小时的成像，同时对整个CNS进行每秒5次的成像。
与干预神经活动的方法和获取神经系统之结构及其连接情况的详细空间图的方法相结合，这种类型的方法将可帮助增进对支配动物行为的神经网络的认识。
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Whole-central nervous system functional imaging in larval Drosophila
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Understanding how the brain works in tight concert with the rest of the central nervous system (CNS) hinges upon knowledge of coordinated activity patterns across the whole CNS. We present a method for measuring activity in an entire, non-transparent CNS with high spatiotemporal resolution. We combine a light-sheet microscope capable of simultaneous multi-view imaging at volumetric speeds 25-fold faster than the state-of-the-art, a whole-CNS imaging assay for the isolatedDrosophila larval CNS and a computational framework for analysing multi-view, whole-CNS calcium imaging data. We image both brain and ventral nerve cord, covering the entire CNS at 2 or 5 Hz with two- or one-photon excitation, respectively. By mapping network activity during fictive behaviours and quantitatively comparing high-resolution whole-CNS activity maps across individuals, we predict functional connections between CNS regions and reveal neurons in the brain that identify type and temporal state of motor programs executed in the ventral nerve cord.
