한빛사논문
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Seonghoon Kim,1,2,6 Hyun Seok Moon,1,3,4,6 Thanh Tan Vo,1,3,4 Chang-Ho Kim,2,5 Geun Ho Im,1 Sungho Lee,2 Myunghwan Choi,1,2,5,* and Seong-Gi Kim1,3,4,7,*
1Center for Neuroscience Imaging Research, Institute for Basic Science, Suwon, Republic of Korea
2School of Biological Sciences, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea
3Department of Biomedical Engineering, Sungkyunkwan University, Suwon, Republic of Korea
4Department of Intelligent Precision Healthcare Convergence, Sungkyunkwan University, Suwon, Republic of Korea
5Institute of Molecular Biology and Genetics, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea
6These authors contributed equally
7Lead contact
*Correspondence: Myunghwan Choi, Seong-Gi Kim
Abstract
Functional magnetic resonance imaging (fMRI) with optogenetic neural manipulation is a powerful tool that enables brain-wide mapping of effective functional networks. To achieve flexible manipulation of neural excitation throughout the mouse cortex, we incorporated spatiotemporal programmable optogenetic stimuli generated by a digital micromirror device into an MRI scanner via an optical fiber bundle. This approach offered versatility in space and time in planning the photostimulation pattern, combined with in situ optical imaging and cell-type-specific or circuit-specific genetic targeting in individual mice. Brain-wide effective connectivity obtained by fMRI with optogenetic stimulation of atlas-based cortical regions is generally congruent with anatomically defined axonal tracing data but is affected by the types of anesthetics that act selectively on specific connections. fMRI combined with flexible optogenetics opens a new path to investigate dynamic changes in functional brain states in the same animal through high-throughput brain-wide effective connectivity mapping.
논문정보
- Research article
- 2023년 03월 (BRIC 등록일 2023-03-31)
- 국내 연구진
- 바이오·의료융합 > 뇌인지과학
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