基于光学技术获取的皮层慢波的分析与建模
神经元与认知
2020-02-04 v3
摘要
慢波（SWs）是皮层活动的时空模式，在自然睡眠和麻醉期间均会出现，且在物种间保守。尽管电生理记录已被广泛用于表征脑状态，但其空间分辨率有限且无法靶向特定神经元群体。近来，结合功能性指示剂的大尺度光学成像技术克服了这些限制，需要新的分析流程与慢波建模方法来从这些高空间分辨率数据集中提取慢波时空动力学的相关特征。在此，我们结合宽场荧光显微镜与在兴奋性神经元中表达钙指示剂（GCaMP6f）的转基因小鼠模型，研究氯胺酮麻醉下中尺度上的慢波传播。我们开发了一个通用分析流程来识别并量化慢波的时空传播。此外，我们基于一个简单理论模型设计了计算模拟器，该模型考虑了神经元活动的统计特性、荧光蛋白的响应以及慢波动力学。该模拟器能够合成可可靠再现体内观察到的慢波多个特征的人工信号，从而成为分析流程的校准工具。实验与模拟数据的比较显示了分析工具的鲁棒性及其揭示慢波活动（SWA）机制性见解的潜力。
引用
@article{arxiv.1811.11687,
title = {Analysis and Model of Cortical Slow Waves Acquired with Optical Techniques},
author = {Marco Celotto and Chiara De Luca and Paolo Muratore and Francesco Resta and Anna Letizia Allegra Mascaro and Francesco Saverio Pavone and Giulia De Bonis and Pier Stanislao Paolucci},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.11687},
year = {2020}
}
备注
26 pages, 19 figures, 1 table