具有单穗精度的晶须空间全息场的光遗传渲染

联欧宝娱乐地址邦大脑计划的不断重复可以概括为“编码工具”的双塔呼吁。说到这一点，最新一期的自然方法正在写一系列深入的文章，标题是，专注于映射大脑。这项研究试图将神经结构的原始数字转换成更令人满意的“功能连接”描述。在新兴的观点中，在这个结构上运行的尖峰不仅是一种编码感觉或运动信号的语言，而且是指示神经回路如何随时间生长和变化的命令。Howard Hughes医学研究人员Karel Svoboda是在突触水平上开发光基因制图工具的先驱。ob欧宝直播nba他是最早明确揭示树突中脊椎可塑性程度的科学家之一。一篇新论文自然神经科学Svoboda是其通讯作者，他试图利用这些新工具来探索躯体感觉的神经编码。为此，Svoboda和他的同事们创造了迄今为止所知的最高保真度的虚拟现实系统——一种以毫秒为单位的鼠须感知系统。

在最原始的形式中，感觉通常与创造它的电机动作密不可分。灵活的附属物的运动，如a饺子或鞭毛在单个细胞中，创建感觉，反过来又会产生进一步的动作。这并不让这个基本“用棍子戳，”机制幸存染于作为鼠标复杂的生物最敏感的仪器之一。鼠标晶须系统的特征在皮质水平的细节中已知。感觉细胞组织成代表每个晶须的“桶”，每桶最多2000层IV神经元接收直接感觉投影。这些细胞的近80％响应大多数类型的晶须刺激，另外接收由相关的电动机皮层发送到晶须的电机命令的参考副本。

使用选择的权力Cre重组酶基因技术，这些层IV神经元的不同群体可以通过用修饰的病毒感染整个晶须筒来靶向。然后，病毒能够仅表达光敏通道蛋白，只有已经靶向的那些层IV（L4）神经元。这种技术已被证明是对调查的非常强大嗅觉系统的峰值定时在系统中可以通过精确的光学信号更换自然输送的气味剂。这消除了一些与较低级别激活相关的抖动，并且还允许单独定制的尖峰列车，以便在嗅灯泡的输出上看到它们的净效应。

这正是Svoboda所使用的方法，除了重建的不是气味相关的信号，而是胡须相关的信号。通过训练老鼠在遇到特定位置的杆子时舔，研究人员能够将它们的行为与与特定刺激相关的细胞所记录的棘突序列联系起来。在不同的转基因小鼠中，可以选择星状细胞或抑制性gaba细胞。高速(1千赫)摄像，加上自动胡须追踪，允许重建胡须扫频，以及刺激接触的相关时间。为了不让任何可能的定时错误的来源成为偶然，研究人员使用linux操作系统的实时版本进行控制，甚至使用ZZ类0.5毫米计的针作为刺激杆。(对于那些对神经科学感兴趣的机械师，ZZ级销的精度为0.005毫米)

由于小鼠须以每毫秒5°的速度扫描，在实验设置中这样的时间精度是有保证的。先前的研究表明，L4神经元可以在不到8ms的时间内对触须作出反应，时间抖动的量级为几个Svoboda女士和他的小组能够表明，L4神经元的峰值潜伏期可以用来区分物体的位置。经过更详细的调查，他们的分析表明穗数实际上可能是更可靠的测量方法。刺突活动和触须运动之间的时间精确耦合不需要唤起与相应目标位置物体的错觉感知相一致的鼠标行为。

为了让激光光敏技术能够令人信服地代替真正的电极，老鼠必须同时进行触须扫描以寻找可能的目标。故意打乱激活峰值的时间，使其超过几十毫秒，但这并不能消除这种错觉。这提示研究者在区分物体位置时，胡须的位置是没有必要的。当光基因刺激gabaergic神经元减少spike计数时，小鼠偏向于表明没有刺激被检测到。

小鼠可能没有被人工刺激完全愚弄。涉及感觉透射的大脑的其他区域，如丘脑，不直接被激光光激活刺激。努力分配刺激或随后的行为的部分，对斯派克列车的特定特征是一个困难的主张。一旦鼠标学习刺激领域的刺激领域，期待目标，其整个世界都有效，缩小到那个位置。由于晶须扫描随后被限制在目标区域，相对于扫描周期或刺激的尖峰等待时间和总尖峰计数可能被重新映射到新的含义。

这样的实验推动了训练有素的动物的可能性。研究人员正在根据有限数量的神经元在尖峰水平的变化寻找行为结果。患有训练有素的动物，行为在时间尺度开发，其中尖峰活动导致新的和专用电路的显着增长，这些电路支持所选行为。有足够丰富的房间，不仅仅是延迟和总数，得到支持。由于这些新技术扩展以允许研究网络中的大部分细胞，因此可能出现网络级代码以赞美这些单个细胞代码。

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