Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Assessment of optogenetically-driven strategies for prosthetic restoration of cortical vision in large-scale neural simulation of V1

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F21%3A10440126" target="_blank" >RIV/00216208:11320/21:10440126 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=qZj-DYi5Ly" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=qZj-DYi5Ly</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41598-021-88960-8" target="_blank" >10.1038/s41598-021-88960-8</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Assessment of optogenetically-driven strategies for prosthetic restoration of cortical vision in large-scale neural simulation of V1

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The neural encoding of visual features in primary visual cortex (V1) is well understood, with strong correlates to low-level perception, making V1 a strong candidate for vision restoration through neuroprosthetics. However, the functional relevance of neural dynamics evoked through external stimulation directly imposed at the cortical level is poorly understood. Furthermore, protocols for designing cortical stimulation patterns that would induce a naturalistic perception of the encoded stimuli have not yet been established. Here, we demonstrate a proof of concept by solving these issues through a computational model, combining (1) a large-scale spiking neural network model of cat V1 and (2) a virtual prosthetic system transcoding the visual input into tailored light-stimulation patterns which drive in situ the optogenetically modified cortical tissue. Using such virtual experiments, we design a protocol for translating simple Fourier contrasted stimuli (gratings) into activation patterns of the optogenetic matrix stimulator. We then quantify the relationship between spatial configuration of the imposed light pattern and the induced cortical activity. Our simulations in the absence of visual drive (simulated blindness) show that optogenetic stimulation with a spatial resolution as low as 100 mu m, and light intensity as weak as 1016 photons/s/cm2 is sufficient to evoke activity patterns in V1 close to those evoked by normal vision.

  • Název v anglickém jazyce

    Assessment of optogenetically-driven strategies for prosthetic restoration of cortical vision in large-scale neural simulation of V1

  • Popis výsledku anglicky

    The neural encoding of visual features in primary visual cortex (V1) is well understood, with strong correlates to low-level perception, making V1 a strong candidate for vision restoration through neuroprosthetics. However, the functional relevance of neural dynamics evoked through external stimulation directly imposed at the cortical level is poorly understood. Furthermore, protocols for designing cortical stimulation patterns that would induce a naturalistic perception of the encoded stimuli have not yet been established. Here, we demonstrate a proof of concept by solving these issues through a computational model, combining (1) a large-scale spiking neural network model of cat V1 and (2) a virtual prosthetic system transcoding the visual input into tailored light-stimulation patterns which drive in situ the optogenetically modified cortical tissue. Using such virtual experiments, we design a protocol for translating simple Fourier contrasted stimuli (gratings) into activation patterns of the optogenetic matrix stimulator. We then quantify the relationship between spatial configuration of the imposed light pattern and the induced cortical activity. Our simulations in the absence of visual drive (simulated blindness) show that optogenetic stimulation with a spatial resolution as low as 100 mu m, and light intensity as weak as 1016 photons/s/cm2 is sufficient to evoke activity patterns in V1 close to those evoked by normal vision.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10600 - Biological sciences

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2021

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Scientific Reports

  • ISSN

    2045-2322

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    11

  • Číslo periodika v rámci svazku

    1

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    18

  • Strana od-do

    10783

  • Kód UT WoS článku

    000659114900006

  • EID výsledku v databázi Scopus