红外线thalamocortical刺激的表征和闭环控制产生空间受限的单单元反应

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 光学神经调制是指光学神经调制.

背景情况:

• 深度大脑刺激 (DBS) 治疗神经和精神疾病,但受到目前的传播和副作用的影响.
• 电动DBS缺乏空间精度,限制了其治疗疗效和研究应用.

研究的目的:

• 研究红外神经刺激 (INS) 作为DBS的空间受限光学神经调节技术.
• 为了比较INS的空间精度与传统的电刺激.
• 探索INS在神经回路的闭环控制系统中的使用.

主要方法:

• 用于近中红外光用于光学神经调节,在老鼠的皮质层电路.
• 记录了单个单位对INS和电刺激的反应.
• 采用深度强化学习 (RL) 来用INS闭环控制甲状腺皮质电路.

主要成果:

• INS产生了分级的,生物物理上相关的神经反应与强大的信息传输.
• thalamic INS表现出比电刺激更受空间限制的皮质激活传播.
• 使用INS的闭环控制实现了皮质神经元发射模式的精确实时操纵.

结论:

• INS为传统的DBS提供了有针对性和动态的替代方案,克服了当前传播的局限性.
• INS的空间精度适用于开环和闭环神经调节应用.
• INS不需要基因改造,使其成为神经电路研究和治疗干预的多功能工具.