2.3. 多線TPLSM中的獲取模式
我們以兩種獲取模式操作多線TPLSM:第一種,整個研究使用所謂“幀掃描”模式,以64束激光在X、Y方向掃描樣品。因此焦平面上激發了均一性照明,假定光束陣列的橫向步長尺寸沒有過于粗糙(通常使用≤400 nm的步長尺寸)。在Fig. 3A,展示了以“幀掃描模式”以8.2Hz獲取的一個圖像系列,顯示了來自一個VS神經元突觸前區域在模式動作發生時神經元的優選方向。在偽色圖中,紅和黃色表示了鈣離子指示染料相對熒光(_F/F0)的增加,與細胞溶質自由鈣離子濃度的局部上升相關。
在“幀掃描模式”中,高達20Hz的獲取速度是可行的,如果神經元有足夠高的染料著色密度。但是,大幅增加獲取速度,需要以同時記錄線掃描取代整幅圖像掃描。通過將激光束陣列的掃描動作限制在X方向上實現了這一點。Fig. 3B展示了以“多線掃描模式”以89.3Hz獲取的與A同一區域的數據。為避免激光束間交叉干擾,在展示的例子中我們只使用了8束相距較遠的激光束(間距大約7um)取代了完整的64束陣列。當然也可以使用更多的激光束,那么獨立光束間距會縮小(數據未展示)。在Fig. 3B展示的例子中,8線中的4線擊中了焦平面上VS細胞的突觸前區域。這種多線掃描的時間進程可估計等同于單線掃描的數據。

2.4. 通過多線TPLSM進行的鈣離子動態空間-時間分析
通過多線TPLSM,相距太遠或使用單線擊中太難排列的多個神經元的同步鈣離子信號,可以在精細時間尺度上進行比較。在Fig. 3C顯示的例子中,來自細側枝之一的鈣離子信號比來自主枝的細胞上升和下降都快得多。這一發現被來自低時間分辨率的“幀掃描模式”的圖像序列中不同興趣區域的鈣離子信號比較所證實(see Fig. 3C, bottom).神經突間的表面積-體積比對這種鈣離子動態差異的貢獻已經被發現。 (Kurtz, 2004). 一個功能上的重要意義可能存在于這個事實中,突觸前末端的快速鈣離子動態有助于加速神經遞質釋放的控制 (see e.g. Callaway et al., 1993; Macleod et al., 2002; Regehr and Atluri, 1995).
通過共聚焦和TPLSM,我們能夠觀察VS神經元軸突輸出區域小的神經突出。這些結構讓人聯想起哺乳動物皮質神經元中的分枝狀棘突,迄今為止還沒有進行TC中的功能性成像。需要注意的是,大腦嗅球細胞棘突中的這些VS細胞棘突是否是純粹的突觸前或后,或二者兼有,目前仍未知。 (Isaacson and Strowbridge, 1998). 因為在棘突和上級樹突中的鈣離子調控在皮質棘突中起主要作用 (for review see Sabatini et al., 2001), 我們比較了VS細胞棘突和鄰近軸突干間的視覺刺激期間的鈣離子動態(Fig. 3D). 相對于從哺乳動物椎體神經元的研究中可以期望的結果,已經發現其棘突鈣離子動態快于上級樹突(Holthoff et al., 2002; Majewska et al., 2000),棘突和上級樹突或VS神經元獨立的棘突間不存在鈣離子信號的顯著差異。(see Fig. 3D).
2.5. Sensitivity of the emission-light detection scheme——檢測系統LaVision在不斷改進,此文章資料較早,技術參數也較老,未譯