导航物理空间的小鼠在整个大脑中进行神经记录,由机器人神经记录头台启用

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 生物工程是生物工程.

背景情况:

• 当前的神经记录技术对于自由移动的动物来说往往太大了,研究仅限于固定头部的受试者.
• 这限制了在自然行为和复杂决策过程中观察神经活动的能力.

研究的目的:

• 设计机器人系统,使小鼠能够在携带超大型神经记录设备时自由导航环境.
• 调查使用这些机器人系统在不受约束的受试者中进行高分辨率神经记录的可行性.

主要方法:

• 开发了新的机器人头骨外骨架,旨在帮助小鼠操纵沉重的头台.
• 控制器参数的优化,以确保小鼠保持自然步态和生理现实的运动.
• 整合机器人成像和电生理学头台用于神经数据采集.

主要成果:

• 小鼠成功地学会了操作机器人外骨,使其能够自然地运动和执行任务.
• 该系统允许记录数千个背皮质神经元中的Ca2+活动.
• 在多个大脑区域的数百个神经元的激增活动被记录在多天内.

结论:

• 机器人外骨架克服了神经记录设备的尺寸限制,使得在自由移动的动物中进行研究.
• 这项技术有助于研究自然行为和复杂的认知任务背后的神经回路.
• 开发的系统为了解在生态相关环境中的大脑功能开辟了新的途径.