有针对性的微纤维阵列用于测量和操纵行为过程中在大,深层的大脑体积上局部化的多尺度神经动态

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 光学成像技术的成像
• 视觉遗传学 视觉遗传学

背景情况:

• 神经动力学在3D大脑体积内的各种空间和时间尺度上运行.
• 现有的光学方法在大规模深度大脑电路分析所需的空间覆盖和分辨率方面扎.

研究的目的:

• 开发一种用于高分辨率,大规模测量和操纵深层大脑结构中神经动态的新方法.
• 研究神经信号的多尺度时空模式及其与行为的关系.

主要方法:

• 在100多个地点设计了一个微纤维阵列,用于同时进行慢性测量和光遗传学操纵.
• 利用半自动化微型CT来精确定位光纤位置.
• 应用该系统来研究小鼠条体中多巴胺释放动态.

主要成果:

• 实现了前所未有的空间分辨率和覆盖范围,用于研究跨3D大脑体积的神经动力学.
• 解决了快速的,模式特定的多巴胺释放模式,在刺激的反应中在条纹体中释放.
• 通过使用向光遗传学,在多个空间尺度上展示了神经信号的灵活控制.

结论:

• 这种新方法能够高精度地研究深层大脑电路中的多层次神经动力学.
• 揭示了明显的时空多巴胺模式,是条形体中感官处理的基础.
• 有助于理解大规模神经回路如何通过有针对性的操纵对行为作出贡献.