Control strategies for underactuated neural ensembles driven by optogenetic stimulation.
Control strategies for underactuated neural ensembles driven by optogenetic stimulation.
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DOI：
10.3389/fncir.2013.00054
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发表时间：
2013
影响因子：
3.5
通讯作者：
Ritt JT
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ching S;Ritt JT
出于实验采用光遗传学刺激的皮层区域，我们认为穗控制策略的合奏的非耦合集成和消防神经元与一个共同的电导输入。我们构建策略控制的尖峰模式，即，多神经元列车的动作电位，一些最大的尖峰率由神经生物物理学确定。我们强调参数的异质性的建设性作用，并找到一个简单的规则对神经元的可控性。特别是，我们确定的参数，共同的驱动器不限于诱导同步尖峰。对于大的合奏，我们确定如何控制的神经元的数量与观察（记录）的神经元的数量变化，以及什么样的侧尖峰发生在整个合奏控制的子合奏。虽然在每个神经元的尖峰完全控制是不可能的，一个单一的输入，我们发现，一定程度的子系综控制是可能的，通过利用动态异质性。由于大多数现有的神经刺激技术是欠驱动的，在这个意义上，目标神经元的数量远远超过了独立的刺激通道的数量，这些结果表明，部分控制策略，可能是重要的感觉神经假体和其他神经控制应用的发展。
Motivated by experiments employing optogenetic stimulation of cortical regions, we consider spike control strategies for ensembles of uncoupled integrate and fire neurons with a common conductance input. We construct strategies for control of spike patterns, that is, multineuron trains of action potentials, up to some maximal spike rate determined by the neural biophysics. We emphasize a constructive role for parameter heterogeneity, and find a simple rule for controllability in pairs of neurons. In particular, we determine parameters for which common drive is not limited to inducing synchronous spiking. For large ensembles, we determine how the number of controllable neurons varies with the number of observed (recorded) neurons, and what collateral spiking occurs in the full ensemble during control of the subensemble. While complete control of spiking in every neuron is not possible with a single input, we find that a degree of subensemble control is made possible by exploiting dynamical heterogeneity. As most available technologies for neural stimulation are underactuated, in the sense that the number of target neurons far exceeds the number of independent channels of stimulation, these results suggest partial control strategies that may be important in the development of sensory neuroprosthetics and other neurocontrol applications.
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影响因子：
13.9
作者：
Fenno L;Yizhar O;Deisseroth K
通讯作者：
Deisseroth K
细胞外田地和电流的起源-EEG，ECOG，LFP和尖峰。
DOI：
10.1038/nrn3241
发表时间：
2012-05-18
期刊：
Nature reviews. Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Buzsáki G;Anastassiou CA;Koch C
通讯作者：
Koch C
影响因子：
25
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
2.5
作者：
Ahmadian, Yashar;Packer, Adam M.;Paninski, Liam
通讯作者：
Paninski, Liam
影响因子：
1.9
作者：
Danzl, Per;Hespanha, Joao;Moehlis, Jeff
通讯作者：
Moehlis, Jeff