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- Journal of Neural Engineering
- Conference Proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference
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- Journal of Neuroscience Methods
- IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering : a Publication of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
- Physical Biology
- Neuron
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Articles by Gregory J. Gage in JoVE
JoVE Neuroscience
整体动物灌注固定鼠害
1Biomedical Engineering, University of Michigan, 2Department of Neurological Surgery, University of Washington School of Medicine
在这里，我们描述了一个低成本，快速，控制和统一的固定程序，用4％多聚甲醛灌注，通过血管系统：通过对大鼠的心脏，大脑获得尽可能最好的保存。
JoVE Neuroscience
用于记录单机活动和Electrocorticographic信号的慢性神经电极植入手术
1Biomedical Engineering, University of Michigan, 2Biomedical Engineering, University of Wisconsin-Madison, 3NeuroNexus Technologies
我们提供了学习慢性神经记录电极植入过程中的外科医生，谁是有用的信息。啮齿动物模型中描述的穿透和表面电极系统的技术。
Other articles by Gregory J. Gage on PubMed
天真的 Coadaptive 皮层控制。
控制假肢设备直接从大脑皮层的能力已经在老鼠、 猴子和人。在这里我们调查是否可以完成的情况： (1) 科目没有收到事先运动训练来控制设备 （天真的用户），(2) 运动参数在脑皮层的神经编码是未知的假肢设备 （天真控制器） 的神经网络控制。通过采用解码的战略，以标识并重点单位属性最适合控制其烧成率，我们表现出幼稚的话题相互适应学习神经修复系统的控制。六未受过训练的长埃文斯老鼠、 运动皮层，硅微电极植入学到皮层控制的听觉设备无事先录制的神经网络集成的电机表征。单多 unit 活动是解码使用卡尔曼滤波表示"游标"(90 ms 音点子为 250 Hz 到 16 kHz) 科目控制以匹配给定的目标频率的音频。在每个审判之后，一种新型的自适应算法解码筛选器基于与预期的光标移动射击模式的相关性方面的培训。每个行为的会议包括 100 审判，并开始与随机解码权重。内 7 + /-1.4 （+ /-SD 平均值） 会议，所有科目都都能明显得分机会以上 (P < 0.05、 随机化方法） 在一个固定的目标范例。训练持续了 24 次会议，其中的行为表现和信噪比围事件直方图的显著增加 （P < 0.01，方差分析）。两种大鼠继续培训使用双边、 两目标控制范式更复杂的任务。这两个问题都能明显区分目标色调 (P < 0.05，Z-检验），而一个主题表现机会上方的控件 （P < 0.05，Z-检验) 12 届会和持续的改进与实现超过 90%的多会话后正确的目标。二进制审判响应动态分析表明这一主题的早期学习发生 6 届。这项研究演示科目可以了解生成神经控制信号，非常适合使用的外部设备，而不会事先经验或培训。
层流分析对大鼠运动皮层局部场电位运动方向信息。
局部场电位 (Lfp) 已提议用于控制神经假体装置，因为它们可以提供可靠的电机和感官与相关的信息，并轻松长时间内的时间记录下来。虽然研究表明，汽车运动的方向信息可以推断从 Lfp，它不知道在什么深度这些信号应记录从以最大限度地运动信息的数量。为实现此目标，我们定向电机任务长埃文斯在老鼠试验中时使用采样 Lfp 电极组成的 16 个均匀间隔 100 microm 分开的垂直记录站点。这允许为所有层次的运动皮层的同时录制。Lfp 的频率组件然后分析使用 k-均值聚类来确定深度作为函数的方向信息。在这里我们报告我们初步的研究结果，表面层 (II/III) 的运动皮层可能提供有关移动方向然后深层 (V) 的详细信息。
扣球在大鼠运动皮层活动的层流表征。
大脑皮层是由组成的不同的单元格类型六分层组织。单位活动的运动皮层不同层中涉及运动有？植入一个特定的层不会提高解码能力为 neuroprosthetic 设备的方向吗？同时，我们录得单位活动对慢性多站点硅电极的大鼠运动皮层的不同图层中。我们结合的组织学和电生理签名的本地的外地潜力 (Lfp) 来准确地本地化用电极站点在大脑皮质的不同层。我们分析 142 单位从两只动物并没有发现 40 个单位 （28%） 在图层二至第五章只有在运动方面的重大调制。这些表明重大调制的单位，9/20 （45%） 在图层二/三级单位的编码层 IV/V 在单位与 15/19 （79%） 的方向信息。这些初步结果显示在图层 IV/V 单位相对较含有定向信息多于皮层的其它图层。
小波滤波在穗检测之前保留波形形状和增强了单股的歧视。
单个单位的胞外录制隔离涉及筛选。删除较低频率允许常量的阈值，以适用，以识别和提取动作电位的事件。但是，标准的方法如巴特沃斯带通滤波执行此频率切除的成本严重扭曲波形形状。在这里，我们应用小波分解和重构为电生理数据筛选器和展示其更好地维护穗形状的能力。对于细胞的大多数，这种方法还可改进穗信号的信噪比 (信噪比) 并提高群集的歧视。此外，所述的技术是不够快，无法实时应用。
大鼠模型中的闭环神经接口技术的发展： 结合视觉皮层微刺激的运动皮层条件反射。
神经网络集成解码结合同时电气微刺激反馈的闭环神经接口技术被虚拟改善脑深部刺激技术、 神经肌运动假体的应用程序和治疗癫痫。这里我们介绍我们在大鼠模型中的感觉和运动的神经电生理反馈控制系统的迭代结果。三种大鼠长期被植入电机和视觉皮质中的微电极阵列。后来老鼠又培训了过去几个星期内调节 intra-cortical 微刺激 (ICMS) 交付后的其运动皮层合奏单位活动的视觉皮层为了得到食物奖励。大鼠获得连续反馈通过视觉皮层 ICMS 响应期间，是运动皮层合奏动力学的代表。分析显示反馈提供动物的行为审判的指标。在硬件层面，这个准备提供一个温顺的测试模型用于提高闭环神经装置的技术。
本地动态的间隙交界处耦合的 Interneuron 网络。
Interneurons 由电气间隙连接 （GJs) 和神经突触后膜上化学耦合是前脑网络的主要组件。然而，他们贡献的具体活动模式，生成和网络功能的整体贡献仍然知之甚少。这里我们演示，使用 interneuron 网络的拓扑性质可以引起一系列的计算方法的活动动态，并防止或允许本地模式形成。我们有系统地不同拓扑结构的 GJ 和抑制化学突触内模拟网络，通过从本地的连接类型更改为随机，并更改连接总数。正如先前发现我们找到随机耦合的 GJs 导致全球同步的活动。相比之下，我们发现当地 GJ 连接可能制约高度空间异构活动状态的形成。当输入是均匀随机的但可以迅速稳定网络投入检测的相关性或不对称时，这些国家是本来就暂时不稳定。我们在执行一个简单的决策任务的大鼠电生理记录中显示了这一功能的网络活动和实验观测的暂态稳定的纹状体快速扣 interneurons (消防) 之间的对应。我们建议当地 GJ 耦合使纹状体论辩，这有助于在决策过程中皮质基底节电路的总体作用积极搜索选择功能。
纹状体快速扣 Interneurons 选择执行过程的选择性激活。
基底神经节电路的组织和执行自愿的行动至关重要。纹状体内, 快速扣 interneurons (消防) 认为，紧紧地规管活动的中等带刺投射神经元 （多媒体） 通过前馈抑制，然而，几项研究调查了消防装置的功能贡献中表现动物。我们录得推定多媒体论辩与运动皮层和 globus 执行一个简单的选择任务的大鼠神经元苍白球 (GP)。MSN 活动是广泛分布在任务序列，特别是接近奖励收据。相比之下，消防装置显示增加的活动协调一致的脉冲所选定的行动也开始了，连同在政府采购活动中的急剧下降。多媒体和走火方向有选择性的但相邻的多媒体和消防装置显示相反的选择性。我们的研究结果表明个人走火参加当地的纹状体信息处理，但更多的全球压抑的论辩的 GP 是重要的抑制有害的替代品同时启动选定的行动。
基底神经节 Beta 振荡陪提示利用。
帕金森病患者正常运动制止和电机受损被牵连到 beta 振荡的皮质基底神经节 (BG) 电路。剖析这些节奏的功能影响因素我们在四个不同变种的大鼠的标记的选择任务期间相比神经活动。简短 beta (∼20 Hz) 振荡同时发生在整个皮层-BG 网络，自发性和任务绩效的确切时刻。Beta 阶段迅速复位突出提示，响应但升幅的 beta 版电源没有硬性挂钩提示、 运动或运动制止。相反，beta 权力，加强了后提示用来确定电机输出。我们建议 beta 振荡反映皮质-BG 网络，通常可以减少从替代潜在行动干扰决策后的稳定的状态。在帕金森病中看到的异常强大 beta 可能反映出 overstabilization 的这些网络，产生病理持久性的电机的当前状态。
