一种能更好地理解大脑神经元之间交流的新方法

弗莱堡大学(University of Freiburg)的研究人员开发了一种控制讯问和记录神经元活动的新方法。该系统结合了多通道光遗传学技术和大脑分层记录。研究团队提出了硅探针的替代设计，并开发了具有朗伯发射的纤维。

　　

   

   

图像:新型熔接光纤光发射和细胞外记录(FFLEXR)的方案。

资料来源:弗莱堡大学

在光遗传学领域，科学家利用光研究大脑神经元的活动。来自弗莱堡大学(University of Freiburg)光生理学实验室的Ilka Diester博士和David Eriksson博士领导的团队开发了一种新方法，可以同时对大脑进行层流记录、多纤维刺激、3D光遗传刺激、连通性推断和行为量化。他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。“我们的工作为大规模的照片记录和任何大脑区域的快速神经通信的控制审讯铺平了道路，”Diester解释说。“这可以帮助我们解开维持大脑功能的神经元之间快速而多层次的对话。”

该研究小组与弗莱堡大学微系统工程系(IMTEK)的Patrick Ruther博士合作，正在开发一种新的方法来控制询问和记录大脑中的神经元活动。为了做到这一点，研究小组利用轻薄的、细胞大小的光纤进行微创光基因植入。“我们将侧发射光纤与硅探针结合，以实现高质量的录音和超快、多通道的光遗传控制。”他们称该系统为融合光纤光发射和细胞外录音(FFLEXR)。除了光纤,可以附加到任何硅探测器,团队使用线性depth-resolved刺激,一个轻量级的纤维矩阵连接器,一个灵活的multifiber带状电缆,一个高效的多通道光学换向器刺激,一块通用电缆,一个算法来管理光伏响应。“我们的替代方法保持了通过外部可互换光源应用任何想要的波长的灵活性，并能在不同深度的脑组织中实现光遗传刺激，”Diester说。

Ilka Diester领导了生物研究所III和弗莱堡大学IMBIT/BrainLinks-BrainTools研究中心的一个研究小组，该研究使用光学生理学，即新型光学工具，来研究神经元回路的功能。科学家们正在研究运动和认知控制的神经元基础，以及前额叶和运动皮层之间的相互作用，这两者都是大脑皮层的一部分。