科學家實現斑馬魚神經元集群活動閉環調控
【環球網科技綜合報道】3月14日(ri)消(xiao)息(xi),據(ju)中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)自(zi)動(dong)化(hua)研(yan)究(jiu)所(suo)消(xiao)息(xi),受(shou)天(tian)文(wen)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)體(ti)係(xi)啟(qi)發(fa),中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)自(zi)動(dong)化(hua)研(yan)究(jiu)所(suo)與(yu)中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)腦(nao)科(ke)學(xue)與(yu)智(zhi)能(neng)技(ji)術(shu)卓(zhuo)越(yue)創(chuang)新(xin)中(zhong)心(xin)合(he)作(zuo)研(yan)發(fa)實(shi)感(gan)智(zhi)能(neng)計(ji)算(suan)-控製平台,可快速提取和分析斑馬魚全腦神經元活動,實現神經元集群活動的閉環調控。
該研究借助天文學領域的數據處理技術,采用FPGA-GPU混合架構,成功對高達500MB/s的大數據流神經功能數據進行實時配準、信xin號hao提ti取qu和he分fen析xi。通tong過guo這zhe一yi技ji術shu突tu破po,研yan究jiu團tuan隊dui首shou次ci實shi現xian了le對dui斑ban馬ma魚yu全quan腦nao十shi萬wan級ji神shen經jing元yuan的de實shi時shi監jian控kong,進jin而er對dui任ren意yi選xuan擇ze的de神shen經jing元yuan集ji群qun活huo動dong進jin行xing解jie碼ma,以yi控kong製zhi外wai部bu設she備bei。這zhe一yi成cheng果guo標biao誌zhi著zhe基ji於yu全quan腦nao單dan細xi胞bao光guang學xue成cheng像xiang的de虛xu擬ni現xian實shi、光遺傳調控等技術在腦科學閉環研究領域的應用邁出了關鍵一步。
jujieshao,quannaofanweidanshenjingyuanhuodongchengxiangshijiexidanaobingxingfenbushijisuanyuanlideyouligongju,danqijudadeshujushishichulixuqiuyichengweijishufazhandepingjing,daozhinanyishishifenxiyijizaidachidushangbihuantiaokongheyanjiunaogongneng。shoutianwenxuelingyuzhongkuaisushedianbaojiancejishudeqifa,bingjiejianqixitongshejicelve,benxiangyanjiuliyongFPGA編程的靈活性建立光學神經信號預處理係統,對來自光學傳感器的信號規整化,並將其發送給基於GPU的實時處理係統,進行高速非線性配準,提取各信道的神經信號,依據編碼規則進行解碼,以獲得用於控製外部器件的反饋信號。
依yi托tuo大da數shu據ju流liu的de實shi時shi分fen析xi和he高gao通tong量liang全quan腦nao成cheng像xiang技ji術shu,研yan究jiu團tuan隊dui未wei來lai將jiang進jin一yi步bu研yan究jiu篩shai選xuan適shi合he光guang學xue腦nao機ji接jie口kou的de神shen經jing群qun體ti活huo動dong特te征zheng,以yi揭jie示shi其qi機ji製zhi,開kai發fa出chu更geng高gao效xiao的de光guang學xue腦nao機ji接jie口kou技ji術shu,推tui進jin腦nao科ke學xue研yan究jiu範fan式shi的de發fa展zhan。
相關研究論文以Real-time analysis of large-scale neuronal imaging enables closed-loop investigation of neural dynamics為題,在線發表於《自然·神經科學》(Nature Neuroscience)。
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