同时测量和操纵小鼠皮质活动的视测量和操纵

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 系统神经科学 系统神经科学
• 计算神经科学是一种神经科学.

背景情况:

• 介面大脑活动,以协调的神经群体波动为特征,对于感知,认知和感觉运动集成至关重要.
• 介光学动力学与行为之间的直接因果关系需要同时操纵和观察大脑区域的活动的方法.

研究的目的:

• 开发一种用于同时记录和操纵醒着小鼠背皮层活动的新系统.
• 为了实现大规模的电生理学和同时观察多个大脑区域的影响.
• 为了促进研究整个皮层的活动,皮层下尖峰和皮层扰乱后的行为.

主要方法:

• 在清醒的小鼠中开发了一种用于同时进行广场单光子成像和光向激光刺激背皮质的系统.
• 利用表达GCaMP (传感器) 的转基因小鼠和系统注射的腺相关病毒用于ChrimsonR (刺激性素) 表达.
• 实现了用于成像和光素激活的无干扰光通道,具有适合针对性干预的特征空间和时间分辨率.

主要成果:

• 展示了一种新的技术,可以同时记录和操纵整个背部表面的中视镜皮质活动.
• 在几个月内建立了系统的稳定性,使其适合长期的行为实验.
• 确认成像和opsin激活光通道之间没有干扰.

结论:

• 开发的系统允许前所未有的调查皮层动态和行为之间的因果关系.
• 这种技术支持对皮质活动的闭环控制,并为理解大脑计算开辟了新的途径.
• 该方法适用于大规模的电生理学和在清醒,行为动物的长期研究.