全脑神经动态的协调

全脑神经动态系统是由万亿个单神经元协同构成。

• 单神经元如何协同合作以协调全脑神经动态？

• 不同的神经回路如何因果性地影响全脑神经动态？

• 全脑神经动态协调对行为和学习的功能意义是什么？

我通过研究小鼠大脑， 并使用最新的实验技术和方法来回答这些基本问题， 如全脑钙成像，高密度胞外记录探针，和复杂的认知行为任务。

静息与行为状态下的全皮层神经动态

不同脑区的神经活动反表征行为过程中身体各部位的激活，或者在静息状态下的记忆重现。全脑神经活动通常呈现出动态模式，类似于水流或大气系统中的漩涡和湍流现象的波动。这些复杂的脑动态可以通过广域脑钙成像有效捕捉。

通过整合脑区间神经细胞轴突连接的相关信息，我们可以识别并总结这些脑波动态传播的基本规则和原理。此外，研究决策任务过程中的全皮层动态模式，可以启示我们其在认知和行为中的功能角色。

单神经元活动与群体神经动态

来自皮层下脑区的神经活动， 如丘脑，中脑和神经调节区域等，在塑造全皮层动态中起着关键作用。为了研究单神经元活动与群体动态之间的关系，我们使用高密度硅探针同时记录数百个神经元的活动，同时通过广域脑成像监测全皮层神经动态。

由我和合作团队开发的Neuropixels Ultra/HD 探针，非常适合在特定脑区内高密度采集单神经元的活动。通过将这些单细胞活动电记录与光遗传学技术结合，我们能够解析特定细胞类型对调节全皮层神经动态的贡献。