Hippokampuksen thetavärähtelyjen optogeneettinen taajuuden sekoitus erottaa työmuistin haun hippokampuksen spatiotemporaalisista koodeista, osa 2

MS-taudin optogeneettisen stimulaation ja hippokampuksen kalsiumkuvauksen yhdistäminen

Tutkiaksemme theta-manipulaatioiden vaikutuksia hippokampuksen spatiaalisiin ja ajallisiin koodeihin yhdistimme MS optogeneettisen stimulaation kalsiumkuvaukseen CA1:ssä. Tämä kokeellinen paradigma nostaa esiin kaksi potentiaalisesti tärkeää kysymystä: GRIN-linssi-istutteisiin liittyy kudosvaurioita, jotka voivat muuttaa theta-värähtelyjen fysiologista tilaa, ja GCaMP6f:n virittämiseen käytetyn viritys-LED:n aallonpituusspektri voi mahdollisesti olla päällekkäinen GABAergisen MS-insuliinikuitujen päätekuitujen opsiinin kanssa. hippokampus.

Hippokampus on erittäin tärkeä rakenne aivoissa. Se on pääasiassa vastuussa muistitietojen tallentamisesta ja käsittelystä. Kuten me kaikki tiedämme, muisti on tärkeä osa ihmisen älyllistä toimintaa ja tärkeä tapa kommunikoida ja olla vuorovaikutuksessa ympäröivän ympäristömme kanssa. Siksi hippokampuksen toiminta on elintärkeää elämällemme.

Hippokampuksen avaruus on tapa kuvata, kuinka paikkatietoa käsitellään aivoissamme. Se viittaa aivoissamme olevan neuroniryhmän aktiiviseen alueeseen, joka käsittelee spatiaalista tietoa. Tätä aluetta kutsutaan parahippocampal-alueeksi ja se liittyy läheisesti merihevoseen. Tutkimukset osoittavat, että hippokampuksen lähellä oleva alue käsittelee avaruuteen ja muistiin liittyvää tietoa ja on keskeinen osa muistiprosessiamme.

Erityisesti hippokampuksen paikkatietojen käsittely sisältää pääasiassa kaksi näkökohtaa. Ensimmäinen näkökohta on suunnantajumme ja kykymme navigoida. Kun kävelemme, hippokampus tallentaa askeleemme ja asentomme säilyttäen suuntauksemme avaruudessa. Jos hippokampuksemme vaurioituu, se voi aiheuttaa ongelmia, kuten desorientaatiota tai kyvyttömyyttä löytää tietä kotiin.

Toinen näkökohta on muistikyky. Ihmiset käyttävät hippokampuksen tarjoamia paikkatietoja auttaakseen ihmisiä muistamaan. Jos koemme jotain tietyssä paikassa, hippokampus tallentaa nämä tiedot, ja voimme oppia näistä kokemuksista tai ihmisistä muistamisen kautta.

Vahvistamme jatkuvasti muistikykyämme oppimisen kautta, ja hippokampuksella on ratkaiseva rooli tässä prosessissa. Hippokampuksen tärkeyden vuoksi meidän on kiinnitettävä huomiota sen terveyteen ja suojeltava sitä joillakin menetelmillä. Sudoku, juoksu, uusien taitojen oppiminen jne. voivat parantaa muistiamme ja suojella hippokampuksen terveyttä.

Siksi ruokavalio, liikunta ja hyvä uni voivat auttaa meitä suojaamaan hippokampusta ja parantamaan muistikykyämme. Kun meillä on selkeä mieli ja vahva muisti, voimme ymmärtää maailmaa paremmin ja luoda paremman elämän. Voidaan nähdä, että meidän on parannettava muistiamme. Cistanche deserticola voi merkittävästi parantaa muistia, koska Cistanche deserticola voi myös säädellä välittäjäaineiden tasapainoa, kuten nostaa asetyylikoliinin ja kasvutekijöiden tasoa. Nämä aineet ovat erittäin tärkeitä muistille ja oppimiselle. Lisäksi liha voi myös parantaa verenkiertoa ja edistää hapen toimitusta, mikä voi varmistaa, että aivot saavat riittävästi ravinteita ja energiaa, mikä parantaa aivojen elinvoimaa ja kestävyyttä.

Napsauta Know-lisäaineita lisätäksesi muistia

Varmistaaksemme muuttivatko GRIN-linssi-istutteet thetan fysiologiaa, istutimme ensin hiirille GRIN-linssin oikeaan hippokampukseen ja kaksi elektrodia sekä vasempaan että oikeaan hippokampukseen, ja löysimme vertailukelpoisia theta-signaaleja molemmilla pallonpuoliskoilla (kuva 3a). Vertasimme theta-värähtelyjä avoimen kenttätutkimuksen aikana hiirillä, joissa oli sekä GRIN-linssi että kiinnitetty LFP-elektrodi, hiiriin, joissa oli vain elektrodeja, emmekä löytäneet merkittäviä eroja molempien ryhmien välillä (kuva 3b). Emme löytäneet mitään merkittävää eroa suhteellisen theta-tehon välillä hiirissä, joihin oli istutettu GRIN-linssi ja LFP-elektrodi (0,14 ± 0.007) verrattuna pelkkään anelektrodiin ( 0,154 ± 0,008; t-testi, t54=1.060, p=0.29).

Vaikka aikaisemmissa raporteissa on kuvattu, että ChrimsonR:n optogeneettisen stimulaation yhdistäminen solurungoissa GCaMP-inneuronien kuvantamiseen terminaalien läheisyydessä on mahdollista minimaalisella ylikuulumisella53, seuraavaksi seurasimme mahdollisia opsiini-aktivaatioita MS-päätteiden hippokampuksessa tallentamalla CA1- LFP säteilee viritysvaloa miniskoopillamme GRIN-linssin läpi. Pienoskooppivalon lähtötehon (kuva 3c) kalibroinnin jälkeen emme löytäneet miniskoopin sinisen viritysvalon vaikutusta endogeeniseen theta-tehoon (1ANOVA, F(4,295)= 0.7729, p=0.5435). Kuva 3d). Koska on raportoitu, että minikiippiherätysvalo voi indusoida ChrimsonR53:lla transfektoitujen päätteiden depolarisaatiota, mikä mahdollisesti estää optogeneettisen indusoiman depolarisaation, sovelsimme seuraavaksi MSoptogeneettisiä stimulaatioita kuvattaessa ~0,3 mW:lla. /mm2 miniskooppi LED-tehoa ja pystyivät merkittävästi häiritsemään tai vauhdittamaan thetaa käyttämällä sekoitettua tai 8 Hz:n stimulaatiota (Friedman-testi χ2=6.000,p=0.0278; kuva 3e) .

Teetarytmien häiriö moduloi pientä osaa CA1-soluista

Sitten suoritimme MS:n faasisia (5 s päällä, 5 s OFF) optogeneettisiä stimulaatioita samalla kun rekisteröimme CA1-pyramidisoluja, kun hiiret tutkivat vapaasti avointa kenttää (kuva 4a). Havaitsimme, että osa tallennetuista soluista oli johdonmukaisesti virittyneitä näissä olosuhteissa, kun taas toiset inhiboituivat (kuvio 4b; katso menetelmät). Pyramidisolujen aktiivisuus stimulaatioiden aikana oli kaiken kaikkiaan alhaisempi verrattuna lähtötasoon, molemmissa sekoitetussa stimulaatiossa juoksun aikana (Pearson-korrelaatio, R2=0,567, p pienempi tai yhtä suuri kuin 0.0 0{{20}}1)- ja lepojaksot (R2=0.521, p pienempi tai yhtä suuri kuin 0,0001) sekä 8 Hz:n stimulaatio (R{{ 14}}.6, p pienempi tai yhtä suuri kuin 0,0001 lepojaksoille; R2=0,632, p pienempi tai yhtä suuri kuin 0,0001 juoksujaksoille; n=1849 solua, N=5 hiiret; kuva 4c). Kaiken kaikkiaan ~6,42 ± 0,52 % solujen kokonaismäärästä moduloi merkittävästi sekoitettuja optogeneettisiä stimulaatioita (kuvio 4d). Näistä moduloiduista soluista 50,56 ± 6,38 % oli estynyt, kun taas 49,43 ± 6,38 % oli virittynyt (n=1849 solua, N=5 hiirtä; kuva 4e).

Seuraavaksi analysoimme optogeneettisen stimulaation vaikutuksia hippokampuksen hermosolujen avaruudelliseen viritykseen hiiren tutkiessa vapaasti avointa kenttää. Tätä tarkoitusta varten laskemme aktiivisuusnopeuskartat käyttämällä joko stimulaatiojaksojen sisällä tai ulkopuolella olevia jaksoja (perustilanteeseen sisällytimme aikakaudet, jotka seurasivat samaa 5 s ON, 5 s OFF-mallia, jota käytettiin varsinaiseen stimulaatioon; kuva 4f). Stabiilisuus laskettiin sitten korrelaationa perusviivan ja stimulaation aikakausien nopeuskarttojen välillä. Huolimatta edellä mainituista muutoksista kokonaisaktiivisuudessa, nopeuskartat eivät osoittaneet muutosta avaruudellisessa vakaudessa kummallekaan sekoitus- tai 8 Hz:n stimulaatiolle (Kruskal–Wallis H3=3.5, p=0.1773; kuva 4g).

MS:n optogeneettinen stimulaatio muuttaa käyttäytymistä, mutta ei spatiotemporaalisia koodeja

Arvioidaksemme theta-häiriön vaikutuksia ajallisiin ja spatiaalisiin koodeihin tarkkailimme CA1-pyramidaalisen hermosolun aktiivisuutta 3-äänilineaarisella radalla (kuva 5a). Tässä hyödynnämme yhtä kalsiumkuvauksen tärkeimmistä eduista, joka on kyky rekisteröidä tallennettuja soluja useiden päivien ajan samalla kun suoritetaan sekoitettuja tai 8 Hz:n stimulaatioita valittuina päivinä (kuvat 5b, c, alapaneeli). Keskitimme analyysimme päivien pareihin, jolloin testausten välillä oli sama aika (48 h) (kuva 5c, toppanel). Kunkin tilan osalta arvioimme yhtä tai useampaa muuttujaa merkitsevästi koodaavien solujen osuuden, emmekä löytäneet 8 Hz:n tai sekoitettua stimulaatiota spatiaaliseen ja ajalliseen koodaukseen (RM-ANOVA; F2=0.807, p {{11) }}.453 stimulaatioiden päävaikutukselle; F6=1.283, p=0.285 stimulaation ja koodatun muuttujan väliselle vuorovaikutukselle, n=5 hiirille; kuva 5d).

Vaikka solujen osa ei muuttunut stimulaatioolosuhteissa, arvioimme MS-stimulaation vaikutusta paikka-, aika- ja etäisyysmoduloitujen solujen virityskäyrien vakauteen. Tätä varten seurattiin hermosoluja päivien yli (kuva 5c; katso menetelmät) ja laskettiin paikka- ja aikakenttien stabiilisuus kenttien välisenä parittaisena korrelaationa 48 tunnin aikana. Koska CA1:n tiedetään näyttävän näkyvää uudelleenkartoitusta päivien aikana, käytimme myös päivien paria ilman stimulaatiota laskeaksemme perustason stabiilisuuspisteet, jota käytetään referenssinä (kuvat 5e–g). Emme löytäneet muutosta stabiiliudessa MS-stimulaation aikana paikkamoduloiduille soluille (1ANOVA, F2=1.907, p=0.1511; n=205 soluparia yhdistettynä N=5:sta) itsenäiset hiiret; kuva 5h), aikamoduloidut solut (1ANOVA, F2=2.201, p=0.113; n=227 soluparia yhdistettynä N=5riippumattomasta hiiret; kuva 5i) ja etäisyysmoduloidut solut (1ANOVA,F2=0.6962, p=0.5024; n=64 soluparia yhdistettynä N=5 riippumattomasta hiiret; kuvio 5j). Laajensimme saman analyysin myös sideaineeuroneihin (eli hermosoluihin, jotka voivat koodata useampaa kuin yhtä muuttujaa; lisäkuvat 5a–f) emmekä löytäneet optogeneettisten stimulaatioiden vaikutuksia konjunktiivisen spatiaalisen stabiilisuuteen (1ANOVA, F2=3.731, p=0.0661;N=4 riippumattomat hiiret; täydentävä kuva 5g), ajallinen (1ANOVA,F2=1.993, p=0.8228; N {{47) }} riippumattomat hiiret; täydentävä kuva 5h) ja etäisyyssolut (1ANOVA, F2=0.469, p=0.6400; N=4 itsenäiset hiiret; täydentävä kuva 5i).

Seuraavaksi arvioimme spatiotemporaalisten koodien laatua käyttämällä anaiivia Bayes-luokitinta sijainnin (kuvat 6a, b), ajan (kuva 6cd) ja kuljetun matkan (kuvat 6e, f) dekoodaamiseen käyttämällä satunnaisia ​​käynnistysnäytteitä (n {{3). }} bootstrap-näytettä, n=160 solua näytettä kohti). Dekoodausvirheet olivat systemaattisesti pienempiä kuin sekoitettuja korvikkeita, mukaan lukien 8 Hz:n tai sekoitettuna paikannusstimulaation aikana (2ANOVA,F5=2172, p pienempi tai yhtä suuri kuin 0.0001; n=50 bootstrap-näytettä yhdestä edustavasta hiirestä; kuva 6a), aika (2ANOVA, F5=1292, p pienempi tai yhtä suuri kuin 0,0001;n=50 bootstrap-näytettä yhdestä edustavasta hiirestä; Kuva 6c) ja etäisyys (2ANOVA, F5=1964, p pienempi tai yhtä suuri kuin 0,0001; n=50 bootstraps-näytettä yhdestä edustavasta hiirestä; kuva 6e), mikä osoittaa, että spatiotemporaaliset koodit säilyivät stimulaation aikana. Spatiotemporaalisten koodien yksilöiden välisen merkityksen arvioimiseksi wez-pisteinen dekoodausvirhe käyttämällä sekä todellisia että sekoitettuja tuloksia (katso menetelmät) tietylle päivälle jokaiselle hiirelle (kuvat 6b, d, f). MS:n optogeneettinen ohjaus ei muuttaa merkittävästi sijainnin koodausta (1ANOVA, F2, 11=2.2332, p=0.1432; N=5 hiirtä; efektin koko η2=0.29; kuva 6b), aika (1ANOVA, F2, 11=0.4561, p=0.6452; N=5hiirtä; efektin koko η2=0.07; kuva 6d) tai etäisyys ( 1ANOVA,F2, 11=0.6102, p=0.5606; N=5 hiirtä; efektin koko η2=0.09; kuva 6f).

Käyttäytymisparadigmassa, jota käytetään analysoimaan hermosolujen aktiivisuuden ajallista modulaatiota, hiiret ovat veden aikataulutettuja ja koulutettuja keräämään palkintoja. Tämän oletuksen perusteella määritimme palautusten määrän tyhjälle palkkiosivustolle virheinä ja laskemme oikeiden kokeilujen prosenttiosuuden kokeiden kokonaismäärästä suorituskyvyn välityspalvelimena (kuva 6g). Näissä olosuhteissa havaitsimme optogeneettisen stimulaation merkittävän vaikutuksen suorituskykyyn päivien aikana (Friedman-testiχ2=6.000, p=0.0278) ja erityisesti merkittävän eron suorituskyvyssä lähtötilanteen välillä. (78,70 ± 2,45 %) ja sekoitettu stimulaatio (44,44 ± 5,56 %; useat vertailut, p=0.0429;N=3 hiiret; kuva 6h). Vain hiiret, joilla oli vähintään 12 ajoa, otettiin mukaan tähän analyysiin. Tämän tehtävän rajoitusten (alhainen kognitiivinen kuormitus ja alhainen testattujen hiirten määrä) vuoksi päätimme seuraavaksi arvioida MS optogeneettisen stimulaation vaikutusta standardoiduissa muistitehtävissä.

Theta-signaalien häiriintyminen heikentää spatiaalista tunnistusta ja työmuistin hakua

Testataksemme theta-signaalien roolia tilamuistissa käytimme erillistä hiirryhmää, jolle oli injektoitu ChrimsonR ja johon oli istutettu kuituoptiikka MS:ään (kuva 7a, vasen paneeli). Hiirille suoritettiin uudenlainen objektintunnistus (NPOR) -tehtävä (kuvio 7a, oikea paneeli). Arvioidaksesi theta-värähtelyjen roolia muistin koodauksessa ja haussa, weFig. 7|MS:n optogeneettiset stimulaatiot häiritsevät jaksollisen ja työmuistin ylläpitoa ja hakua, mutta eivät koodaa niitä. a Hiirille istutettiin kuituoptiikkaa MS:ään ChrimsonR-transfektoinnin jälkeen (ylhäällä). Heille suoritettiin sitten uusi objektipaikan tunnistustehtävä (alhaalla, katso menetelmät). b Tässä tehtävässä sekä sekoitettu (punainen) että 8 Hz (sininen) stimulaatio noudon aikana sekä 8 Hz (vihreä) mutta ei sekoitettu (keltainen) stimulaatio koodauksen aikana häiritsi muistin suorituskykyä (2ANOVA, F4, 31=3). 283 hoidon päävaikutukselle, p=0.0097; vaikutuksen koko ryhmän päävaikutukselle, η2p=0.306; N=12 hiirtä). c

Tutkiakseen edelleen MS-stimulaation vaikutusta muistin koodaukseen, ylläpitoon ja palautukseen, hiiret koulutettiin viivästettyyn ei-match to sample (DNMTS) -tehtävään automatisoidussa T-sokkelossa. d ChrimsonR:llä (punainen) tai YFP:llä (musta) transfektoituja hiiriä koulutettiin (stimulaation puuttuessa) valitsemaan oikea, yhteensopimaton käsivarsi, kunnes suorituskyky ylitti kriteerin 0,8 annosta oikeaa valintaa päivässä. vähintään kaksi peräkkäistä päivää (vihreä vyöhyke; RM-ANOVA, F8=8.738,p Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0.0001 harjoituspäivien päävaikutukselle; Tukeyn useita vertailutestejä pareittain ryhmien välillä, p=0.420; N=17 hiiret). esim. Suorituskyky stimulaation aikana tehtävän eri vaiheissa hiirille, joille on injektoitu ChrimonR (ylhäällä) tai YFP-kontrollit (alhaalla). Punainen varjostus osoittaa sokkelon stimuloidut alueet. e Keskimääräinen päivittäinen suorituskyky suoritettaessa MS-stimulaatioita vain koodauksen aikana (RMANOVA, F11=2.197, p=0.547; N=17 hiirtä). f Keskimääräinen päivittäinen suorituskyky suoritettaessa MS-stimulaatioita vain 10 sekunnin viivejakson aikana (RM-ANOVA, F11=3.483,p=0.0495; tehon koko hoidon päävaikutukselle, η2p {{ 25}}.109; N=17 hiirtä).g Keskimääräinen päivittäinen suorituskyky suoritettaessa MS-stimulaatioita vain haun aikana (RM-ANOVA, F11=3.265, p=0.050; N { {33}} hiirtä).

Kaikki pylväskuvaajat ja viivakuvaajat edustavat vähintään kolmen riippumattoman kokeen keskiarvoa ± SEM.Artikkeli https://doi.org/10.1038/s41467-023-35825-5Nature Communications|(2023) 14:410 10suoritti optogeneettisiä stimulaatioita erityisesti näyte- ja testivaiheen aikana ja laski tunnistusindeksin (RI; katso menetelmät). Stimuloitaessa noudon aikana muistin suorituskyky heikkeni merkittävästi sekä sekoitettujen (0.472 ± 0.048 RI, n {{10}} hiirten) että 8:n kohdalla. Hz-stimulaatiot (0,435 ± {{40}},057 RI, n=6 hiirtä) verrattuna YFP-kontrolleihin, jotka osoittivat merkittävää lisäystä objektien tutkimisessa testauksen aikana (0,61 ± 0,018 RI; 2ANOVA, F4,31=3.283 hoidon päävaikutukselle, p=0.0097; vaikutuksen koko ryhmän päävaikutukselle, η2p=0.306; N {{30 }} hiirtä; kuva 7b). Toisaalta salatut stimulaatiot koodauksen aikana eivät heikentäneet muistia testihetkellä (0,60 ± 0,034 RI, p=0,0157, n=6 hiiret), mutta 8 Hz:n stimulaatio koodauksen aikana alensi muistin suorituskykyä sattumanvaraisille tasoille (0,39 ± 0,074 RI, p=0,8740, n=6 hiirtä).

Jotta voitaisiin tutkia MS:n optogeneettisen ohjauksen vaikutusta työmuistin toiminnan tiettyihin vaiheisiin (koodaus, ylläpito ja haku), hiiret transfektoitiin ChrimsonR:llä ja istutettiin kuituoptiikalla MS:ään ja koulutettiin viivästettyyn ei-match to sample (DNMTS) -tehtävään. . Näytevaiheessa hiiret pakotettiin juoksemaan satunnaisesti määrättyyn käsivarteen keräämään palkintoa. Viiveen (10 s) jälkeen he voivat joko juosta vastakkaisessa käsivarressa (oikea valinta) saadakseen toisen palkinnon tai juosta samassa, palkitsemattomassa kädessä (väärä käsi; kuva 7c). Tämän tehtävän etuna on mahdollistaa toistuva testaus, tehtävävaiheiden eristäminen (koulutus, viive, testaus) ja aiheen sisäiset kontrollit. Hiiriä koulutettiin tähän tehtävään ilman stimulaatiota, kunnes saavutettiin kriteeri 0,8 (osa oikeista kokeista) vähintään kahden päivän ajan. Sekä ChrimsonR- että YFP-kontrollihiireet paransivat merkittävästi ajan myötä (RM-ANOVA, F8=8.738,p Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0.00{{21} }1 harjoituspäivien päävaikutukselle). Tärkeää on, että emme löytäneet oppimisnopeuden eroja kahden ryhmän välillä (parittain Tukey;p=0.420; kuva 7d). Kun hiiret olivat oppineet DNMTS-tehtävään liittyvän säännön, arvioimme suorituskykyä toimittaessamme joko salattua (0.792 ± 0.045) tai 8 Hz (0). 850 ± 0.036) optogeneettinen stimulaatio vain koodausvaiheessa (pakotettu valinta), eikä havaittu suorituskyvyssä eroa lähtötasoon verrattuna (0,825 ± 825 ± 0.030, RMANOVA, F11=2.197, p=0.547, N=17; kuva 7e). Kun stimuloitiin vain viivejakson aikana, vain sekoitettu stimulaatio heikensi muistin suorituskykyä merkittävästi (0,733 ± 0,057) verrattuna lähtötasoon (0,825 ± 0,030, RM-ANOVA, F11=3.483, p=0.0495; efektin koko hoidon päävaikutukselle η2p=0.109; kuva 7f). Sitä vastoin, kun niitä stimuloitiin noudon aikana, 8 Hz:llä stimuloidut hiiret osoittivat merkittävästi heikentynyttä muistin suorituskykyä (0,675 ± 0,049) verrattuna lähtötasoon (0,825 ± 0,030, RM-ANOVA, F11=3.265, p=0). 050; kuva 7g). Sitä vastoin stimulaatiot eivät vaikuttaneet YFP-kontrollihiiriin koodauksen aikana (RM-ANOVA, F2=0.1314, p=0.8781), viivejakson (RMANOVA, F2=0.2020, p=0.8197), tai haku (RM-ANOVA, F2=0.0454,p=0.9557; tehon koko hoidon päävaikutukselle, η2p=0 .196) työmuistista.

MS-hermosolujen optogeneettinen ohjaus ei muuta liikkuvuutta

Tärkeää on, että aiemmin on raportoitu, että tahdistetut theta-värähtelyt voisivat vähentää liikkumisnopeutta ja sen vaihtelua10, mikä voisi selittää ainakin osittain optogeneettisten stimulaatioiden vaikutukset työskentelyyn ja episodiseen muistiin. Arvioidaksemme perusteellisesti MS optogeneettisen stimulaation spesifisyyttä muistiin, suoritimme lisäkokeita sulkeaksemme pois optogeneettisten stimulaatioiden suorat vaikutukset liikkumisnopeuteen. Osa hiiristä, joille oli injektoitu ChrimsonRandilla, johon oli istutettu kuituoptiikka MS:ssä sekä LFP-elektrodit CA1:ssä, sai tutkia vapaasti avointa kenttää samalla kun heille tehtiin 5 s ON, 5 s OFF optogeneettisiä stimulaatioita (lisäkuva 6a). 8 Hz:n stimulaatio johti hippokampuksen värähtelyjen tasaiseen tahdistukseen tälle taajuudelle (lisäkuva 6b). Nämä stimulaatiot eivät liittyneet mihinkään ilmeiseen muutokseen liikuntakäyttäytymisessä (lisäkuva 6c), mukaan lukien keskinopeus (pariton, kaksisuuntainen t-testi, t116=0.4140, p=0.6796; täydentävä kuva). 6d) ja nopeusvariaatiokerroin (CV; pariton, kaksisuuntainen t-testi, t116=0.8296,p=0.4095, n=59 stimulaatiojaksot; täydentävä kuva 6e) . Samoin sekoitettu stimulaatio johti johdonmukaisesti theta-värähtelyjen poistumiseen (lisäkuva 6f), mutta ei näkyviä muutoksia liikuntakäyttäytymisessä (lisäkuva 6g), mukaan lukien keskinopeus (pariton, kaksisuuntainen t-testi, t118=0).2268 , p=0.8210; n=60 stimulaatiojaksot; lisäkuva 6h) ja nopeus CV (pariton, kaksisuuntainen t-testi, t118=1.838, p {{36) }}.686; n=60 stimulaatiojaksot; täydentävä kuva 6i).

Vaikka luonnollinen theta-taajuus ja liikkumisnopeus korreloivat59, näiden muuttujien tarkka syy-yhteyden suunta on edelleen huonosti ymmärretty. Vastataksemme tähän kysymykseen, suoritimme optogeneettisen stimulaation käyttämällä 5s ON, 5s OFF -paradigmaa, ja kullekin stimulaatiojaksolle valittiin satunnaistaajuus (lisäkuva 6j). Nämä stimulaatiotaajuudet kattoivat koko taband-spektrin (täydentävä kuva 6k). Kuten odotettiin, havaitsimme, että luonnolliset theta-värähtelytaajuudet korreloivat suoraan yhden esimerkkihiiren käyntinopeuteen (R2=0.1114, p pienempi tai yhtä suuri kuin 0.0001; täydentävä kuva 6l). Tärkeää on, että kun theta-värähtelytaajuus johtuu MSoptogeneettisestä ohjauksesta, korrelaatio putoaa sattumatason alapuolelle (R2=0.0006779, p=0.6244; täydentävä kuva 6m), mikä viittaa siihen, että liike sanelee thetataajuuden, mutta ei vastapäätä. Toistimme nämä tulokset systemaattisesti hiirillä ja havaitsimme korrelaation laskeneen teetataajuuden ja lokomotorisen nopeuden alioptogeneettisen stimulaation kontrollin välillä (parillinen t-testi, t3=3.922, p=0.0295;N {{20) }} hiirtä; täydentävä kuva 6n). Kaiken kaikkiaan nämä tulokset tukevat sitä, että optogeneettinen stimulaatiomme ei muuta lokomotorista käyttäytymistä, mikä on erittäin tärkeää seuraaville käyttäytymismäärityksille.

For more information:1950477648nn@gmail.com