一个实时全光学接口,用于在行为过程中动态扰动神经活动
Zihui Zhang1, Patrycja Dzialecka2, Lloyd E Russell3
1Wolfson Institute for Biomedical Research, University College London, Gower Street, London WC1E 6BT, UK; Department of Electronic and Electrical Engineering, University College London, Torrington Place, London WC1E 7JE, UK; Department of Psychiatry & Behavioral Sciences, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA.
Cell reports methods
|September 19, 2025
概括
我们创建了一个用于神经科学研究的自动化系统,它使用实时大脑活动来指导实验. 这允许在决策任务期间精确操纵小鼠的神经回路.
科学领域:
- 系统神经科学 系统神经科学
- 神经成像是一种神经成像.
- 视觉遗传学 视觉遗传学
背景情况:
- 了解神经电路需要精确的操纵和实时监测神经元活动.
- 目前用于全光学实验的方法可能是复杂的,并且需要大量的时间来建立.
研究的目的:
- 开发一个自动化策略来实现闭环,全光学实验在系统神经科学.
- 通过神经活动读取指导的神经电路的实时操纵.
主要方法:
- 整合了一个快速的在线成像分析包用于神经活动读取.
- 开发一个定制的全息图生成程序,用于有针对性的两光子光遗传刺激.
- 软件模块用于自动化复杂的全光学实验程序.
主要成果:
- 证明了自动检测和招募神经元进入光刺激组合.
- 在皮层神经元的快速功能映射之后,成功实施了闭环光抑制.
- 在决策过程中展示了在神经元组合中以实时活动模式为指导的有针对性的激活.
结论:
- 开发的系统可实现自动化,闭环控制神经回路在行为小鼠.
- 这一策略显著提高了在系统神经科学中执行复杂全光学实验的能力.
- 方便在决策等复杂行为过程中实时调查神经元组合动态.
