全球和本地fMRI信号是由光遗传学上按类型和布线定义的神经元驱动的

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 脑部成像 脑部成像
• 视觉遗传学 视觉遗传学

背景情况:

• 使用血液氧化水平依赖 (BOLD) 信号的功能磁共振成像 (fMRI) 被广泛使用,但其与神经元活动的因果关系仍在争论中.
• 了解BOLD信号的起源对于解释fMRI研究在研究和临床环境中至关重要.

研究的目的:

• 为了调查局部激发性神经元的激活是否直接导致大胆信号.
• 为了证明光遗传fMRI (ofMRI) 对于绘制因果大脑电路的实用性.

主要方法:

• 开发了一种新的综合技术,将神经元输入的光遗传控制与高场fMRI结合起来.
• 刺激新皮质和脑海中的特定刺激神经元 (表达CaMKIIalpha).
• 利用MRI可视化BOLD信号变化和下游效应.

主要成果:

• 局部刺激神经元的光遗传刺激在刺激部位引起了积极的BOLD信号,预期的动力学.
• ofMRI成功地可视化了基于遗传特征,位置和投射目标刺激特定细胞类型的因果关系.
• 在远离刺激部位的下游大脑区域检测到大胆信号,表明全球电路效应的映射.

结论:

• 这项研究提供了经验证据,表明局部激发性神经元活动是BOLD信号的直接原因.
• 光遗传性fMRI (ofMRI) 为因果功能电路分析和大脑电路的表型化提供了一个强大的工具.
• 通过MRI的研究,可以绘制控制本地神经元群体的全球后果,从而推进大脑电路研究.