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”

Optogenetic Stimulation Recruits Cortical Neurons in a Morphology-Dependent Manner

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F24%3A10491683" target="_blank" >RIV/00216208:11320/24:10491683 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

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

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1215-24.2024" target="_blank" >10.1523/JNEUROSCI.1215-24.2024</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Optogenetic Stimulation Recruits Cortical Neurons in a Morphology-Dependent Manner

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Single-photon optogenetics enables precise, cell-type-specific modulation of neuronal circuits, making it a crucial tool in neuroscience. Its miniaturization in the form of fully implantable wide-field stimulator arrays enables long-term interrogation of cortical circuits and bears promise for brain-machine interfaces for sensory and motor function restoration. However, achieving selective activation of functional cortical representations poses a challenge, as studies show that targeted optogenetic stimulation results in activity spread beyond one functional domain. While recurrent network mechanisms contribute to activity spread, here we demonstrate with detailed simulations of isolated pyramidal neurons from cats of unknown sex that already neuron morphology causes a complex spread of optogenetic activity at the scale of one cortical column. Since the shape of a neuron impacts its optogenetic response, we find that a single stimulator at the cortical surface recruits a complex spatial distribution of neurons that can be inhomogeneous and vary with stimulation intensity and neuronal morphology across layers. We explore strategies to enhance stimulation precision, finding that optimizing stimulator optics may offer more significant improvements than the preferentially somatic expression of the opsin through genetic targeting. Our results indicate that, with the right optical setup, single-photon optogenetics can precisely activate isolated neurons at the scale of functional cortical domains spanning several hundred micrometers.

  • Název v anglickém jazyce

    Optogenetic Stimulation Recruits Cortical Neurons in a Morphology-Dependent Manner

  • Popis výsledku anglicky

    Single-photon optogenetics enables precise, cell-type-specific modulation of neuronal circuits, making it a crucial tool in neuroscience. Its miniaturization in the form of fully implantable wide-field stimulator arrays enables long-term interrogation of cortical circuits and bears promise for brain-machine interfaces for sensory and motor function restoration. However, achieving selective activation of functional cortical representations poses a challenge, as studies show that targeted optogenetic stimulation results in activity spread beyond one functional domain. While recurrent network mechanisms contribute to activity spread, here we demonstrate with detailed simulations of isolated pyramidal neurons from cats of unknown sex that already neuron morphology causes a complex spread of optogenetic activity at the scale of one cortical column. Since the shape of a neuron impacts its optogenetic response, we find that a single stimulator at the cortical surface recruits a complex spatial distribution of neurons that can be inhomogeneous and vary with stimulation intensity and neuronal morphology across layers. We explore strategies to enhance stimulation precision, finding that optimizing stimulator optics may offer more significant improvements than the preferentially somatic expression of the opsin through genetic targeting. Our results indicate that, with the right optical setup, single-photon optogenetics can precisely activate isolated neurons at the scale of functional cortical domains spanning several hundred micrometers.

Klasifikace

  • Druh

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

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    30103 - Neurosciences (including psychophysiology)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/EH22_008%2F0004643" target="_blank" >EH22_008/0004643: Dynamika mozku</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

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

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Journal of Neuroscience

  • ISSN

    0270-6474

  • e-ISSN

    1529-2401

  • Svazek periodika

    44

  • Číslo periodika v rámci svazku

    49

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    13

  • Strana od-do

    e1215242024

  • Kód UT WoS článku

    001379574300005

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85211750846