The trade-off between pulse duration and power in optical excitation of midbrain dopamine neurons approximates Bloch’s law
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Optogenetic experiments reveal functional roles of specific neurons. However, such inferences have been restricted by widespread adoption of a fixed set of stimulation parameters. Broader exploration of the parameter space can deepen insight into the mapping between selective neural activity and behavior. In this way, characteristics of the activated neurons, such as temporal integration, can be inferred. Objective To determine whether an equal-energy principle accounts for the interaction of pulse duration and optical power in optogenetic excitation. Methods Six male TH::Cre rats worked for optogenetic (ChannelRhodopsin-2) stimulation of Ventral Tegmental Area dopamine neurons. We used a within-subject design to describe the trade-off between pulse duration and optical power in determining reward seeking. Parameters were customized for each subject on the basis of behavioral effectiveness. Results Within a useful range of powers (~12.6-31.6 mW) the product of optical power and pulse duration required to produce a given level of reward seeking was roughly constant. Such reciprocity is consistent with Bloch’s law, which posits an equal-energy principle of temporal summation over short durations in human vision. The trade-off between pulse duration and power broke down at higher powers. Conclusions Optical power can be substituted for pulse duration to scale the region of neuronal excitation in behavioral optogenetic experiments. Power and duration can be adjusted reciprocally for brief durations and lower powers. The findings demonstrate the utility of within-subject and trade-off designs in optogenetics and of parameter adjustment based on functional endpoints instead of physical properties of the stimulation. Highlights We provide behaviorally derived intensity-duration curves for ChannelRhodopsin-2. Duration trades off almost perfectly with power within useful ranges. This trade-off breaks down at high optical powers. Pulse duration and optical power scale the area of neuronal excitation equivalently. Behaviorally derived trade-offs can reveal optogenetic excitation mechanisms.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».