在自由移动的动物中,用于红外激光发热刺激和多模式光学读取的光纤平台

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物工程是生物工程.
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 热遗传学通过温度敏感通道和外部加热提供细胞控制.
• 目前用于精确的神经控制和监测的方法在自由移动的受试者中存在局限性.

研究的目的:

• 开发一个集成的光纤平台,用于红外激光热遗传刺激.
• 为了实现光生物传感器和大脑温度的同时光学读取.
• 在自由移动的动物中实现精确的热神经调节.

主要方法:

• 利用红外激光传输通过双层光纤进行局部神经加热.
• 使用人类短暂受体潜在化物1 (hTRPV1) 通道进行热生活性.
• 集成的全光学温度计使用钻石中的空 (NV) 中心进行温度测量.
• 进行了双波长激发光检测,用于生物传感器读取.

主要成果:

• 通过局部红外激光加热,证明了可重现的行为反应.
• 实现了高灵敏度的温度测量 (16mK·Hz^-0.5),并有可能实现射击噪声有限的性能 (1.2mK·Hz^-0.5).
• 成功地整合了发热刺激与同时进行光学监测.

结论:

• 开发的光纤平台为精确的热神经调节提供了可扩展的解决方案.
• 这种方法可以灵活地与基因编码的光传感器集成,用于多式联络测量.
• 能够对自由移动的生物中神经回路和行为进行高级研究.