Миниатюрная флуоресцентная микроскопия — это метод, который позволяет нейробиологам визуализировать и регистрировать нейронную активность определённой области мозга in vivo у свободно передвигающихся животных [1]. Использование минископа может стать новым подходом к получению массивных данных о структуре, функционировании и организации нейронной сети интересующей структуры на уровне in vivo [2, 3]. Таким образом, минископ можно было бы использовать также для определения изменений, происходящих из-за патологических состояний, таких как припадки, нейродегенеративные заболевания и когнитивные последствия, связанные с перенесённой вирусной инфекцией, например вирусом гриппа. Данные, полученные с помощью миниатюрной флуоресцентной микроскопии, содержат информацию о сотнях одновременно зарегистрированных нейронов с их исходными связями и функциональными свойствами. Чтобы перейти от качественного анализа записанных данных к количественному, наша группа разработала набор инструментов с открытым исходным кодом Minian [4]. Он предоставляет возможность получать статистические метрики из обработанный записи, полученной с помощью минископа. С помощью самостоятельно разработанного инструментария в текущем исследовании было определено состояние нейронной сети в нормальных условиях в тесте «Открытое поле».

В текущем исследовании была проведена инъекция вируса AAV-GCaMP6f в гиппокамп 5-месячным диким мышам линии B6SJL, и через 3 нед над областью интереса (гиппокампом) была имплантирована градиентная линза с последующей фиксацией опорной площадки. Изменения уровня кальция регистрировали с помощью Miniscope V3 в тесте «Открытое поле». Для количественного анализа полученных данных об активности нейронов был разработан программный пакет, как уже упоминалось выше. В результате было определено, что в течение нескольких дней наиболее стабильными статистическими метриками были коэффициент корреляции Пирсона для метода активного состояния (значения коэффициента корреляции, который основан на бинаризованных данных сегментации активной фазы) и уровень сетевой активности (доля подключённых нейронов в зависимости от уровня, определяющего наличие подключения), который был практически неизменяемым в течение пяти дней записи. Более того, метод PCA, применённый к рассчитанным статистическим метрикам, показал очень тесную взаимосвязь между координатами, описывающими активность нейронной сети гиппокампа в нормальных условиях, в течение пяти дней теста.

Мы предполагаем, что использование метода миниатюрной флуоресцентной микроскопии при количественном анализе может быть очень полезным инструментом для выявления сдвигов в нейронных сетях в случае прогрессирования нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера [5], а также выявления возможных изменений после неврологических осложнений вирусных инфекций и т.д.