ONIX:一个统一的开源平台,用于在自然主义行为过程中进行多式神经记录和扰动

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物工程是生物工程.
• 数据采集系统数据采集系统

背景情况:

• 行为神经科学需要同时进行长时间的神经记录和不受阻碍的动物行为.
• 传统的捆绑系统往往限制动物的运动,限制了种族学上相关的研究.

研究的目的:

• 开发一个开源数据采集系统,ONIX,它解决了高通量神经记录和不受阻碍的动物行为的相互矛盾的需求.
• 为了最大限度地减少数据采集硬件对动物移动性的影响,为了更自然的行为研究.

主要方法:

• 开发了ONIX,这是一个具有高数据吞吐量 (2GB/s) 和低闭环延迟 (<1 ms) 的开源系统.
• 利用0.3毫米薄的绳索和3D头部跟踪来进行主动的切换,最大限度地减少行为干扰.
• 集成了各种数据源,包括电极,神经像素探头,显微镜,摄像头和3D追踪器.

主要成果:

• 在复杂的3D导航过程中,在小鼠中实现了不间断的,长时间的神经记录 (~7小时).
• 启用多天睡眠跟踪记录 (~55小时),与传统挂系统相比,显著改善了动物的移动性.
• 证明了ONIX从各种神经和行为记录模式中获取数据的能力.

结论:

• ONIX成功地将高保真度的神经记录与不受阻碍的动物行为相结合,克服了传统系统的局限性.
• 这项技术通过在自然主义行为期间实现长期,高分辨率的大脑活动监测,促进了基于种族学的研究.
• ONIX代表了行为神经科学的重大进步,为研究自由移动动物的大脑功能开辟了新的途径.