使用 in vivo 两光子全息光遗传学和压缩传感的高通量突触连接映射

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:

• 了解神经回路中的突触连接对于破译行为过程中的大脑功能至关重要.
• 当前的体内突触映射技术的吞吐量有限,阻碍了全面的电路分析.

研究的目的:

• 开发一个框架,以显著提高体内突触映射的吞吐量和速度.
• 为了使神经回路连接在活体动物的快速和高效的特征.

主要方法:

• 组合的两光子全息光遗传学用于前突触刺激,与整个细胞记录用于后突触反应.
• 利用压力传感重建用于稀疏连接映射.
• 应用顺序单细胞刺激和全息多细胞刺激策略.

主要成果:

• 在小鼠视觉皮层中实现了连接的快速探测 (多达100个细胞约5分钟).
• 成功识别了突触对,它们的强度和空间分布.
• 通过多细胞刺激和压缩传感,证明了更好的采样效率和连接恢复,将测量量减少了三倍.

结论:

• 开发的框架为体内神经电路分析提供了更高的吞吐量.
• 这种方法可以更深入地了解大脑结构与功能之间的关系.
• 该方法有可能加速系统神经科学领域的发现.