磁遗传刺激在MRI内诱导自发和唤起改变神经回路活动在老鼠中的神经回路活动

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物技术是生物技术.
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 了解大脑功能需要方法来调节神经电路和同时测量活动.
• 现有的神经刺激技术与功能性MRI相结合,在动物模型中显示出有希望的结果.
• 需要一种最小侵入性的方法来针对神经电路调制和同时测量大脑活动.

研究的目的:

• 开发和验证一种新的磁遗传神经刺激技术,用于实时大脑活动调制和测量.
• 用功能性MRI评估磁遗传学在控制神经活动及其对大脑功能影响方面的有效性.
• 引入一种用于研究健康和疾病中的大脑机制的新工具.

主要方法:

• 开发了利用电磁感知基因 (EPG) 蛋白质的磁遗传技术.
• 在老鼠视觉皮层中表达的EPG.
• 使用7TMRI测量了低频波动,静止状态功能连接 (FC) 和感官激活.

主要成果:

• 表达EPG的老鼠在视觉区域表现出明显更高的信号波动.
• 在表达EPG的老鼠的感觉区域观察到增强的静止状态功能连接.
• 通过非侵入性磁场证明了细胞,区域和神经活动的特定时间控制.

结论:

• 磁遗传学提供了一种独特的,最少的侵入性方法,使用MRI场来准神经回路.
• 这项技术可以同时进行神经刺激和大脑活动测量,从而推进神经科学研究.
• 磁遗传学补充了现有的神经刺激工具,以前所未有的方式研究大脑功能.