Summary
פרוטוקול זה מדגים כיצד להשתמש במערכת אלקטרולוגית לגירוי בלולאה סגורה המופעלת על ידי דפוסי פעילות עצביים. לדוגמה קוד Matlab שניתן לשנות בקלות עבור התקני גירוי שונים מסופק גם.
Abstract
מערכות נוירופיסיולוגיים לולאה משתמשות בדפוסים של פעילות עצבית כדי לעורר גירויים, שבתורו משפיעים על פעילות המוח. מערכות לולאה סגורה שכאלה כבר נמצאות ביישומים קליניים, והן כלים חשובים לחקר מוח בסיסי. התפתחות מעניינת במיוחד לאחרונה היא שילוב של גישות לולאה סגורה עם אלקטרואופטיקה, כגון דפוסים ספציפיים של פעילות עצבית יכולים לעורר גירוי אופטי של קבוצות נוירואליות נבחרות. עם זאת, הגדרת מערכת אלקטרופיזיולוגיה לניסויים בלולאה סגורה יכולה להיות קשה. כאן, מוכן להחיל קוד Matlab מסופק לעורר גירויים בהתבסס על הפעילות של יחיד או מספר נוירונים. קוד לדוגמה זה ניתן לשינוי בקלות על בסיס צרכים בודדים. לדוגמה, הוא מציג כיצד להפעיל גירויים קוליים וכיצד לשנות אותו כדי להפעיל התקן חיצוני המחובר ליציאה טורית של מחשב. הפרוטוקול המוצג נועד לעבוד עם מערכת הקלטה עצבית פופולרית ללימודי בעלי חיים (נוירואליnx). היישום של גירוי לולאה סגורה מוצג בחולדה ערה.
Introduction
המטרה של פרוטוקול זה היא להדגים כיצד ליישם גירוי לולאה סגורה בניסויים נוירולוגיים. ההתקנה אופייני עבור ניסויים לולאה סגורה במדעי המוח כרוך בהפעלת גירויים המבוססים על הבדיקה המקוונת של פעילות עצבית. זה, בתורו, גורם לשינויים בפעילות המוח, ובכך לסגור את לולאה משוב1,2. ניסויים כאלה לולאה סגורה לספק הטבות מרובות על הגדרות לולאה פתוחה רגילה, במיוחד כאשר בשילוב עם אלקטרואופטיקה, אשר מאפשר לחוקרים למקד תת-קבוצה ספציפית של נוירונים. למשל, סיגלה ווילסון השתמשו במניפולציות לולאה מסוגרת כדי ללמוד את התפקיד של תנודות תטה בעיבוד מידע3. הם הפגינו כי מגרה נוירונים היפוקמאל על השלב הנופל של תנודות תטא היו השפעות שונות על התנהגות מאשר החלת גירוי זהה על השלב העולה. ניסויים בלולאה סגורה גם נעשים חשובים יותר ויותר במחקרים פרה-קליניים. למשל, מחקרים מרובים של אפילפסיה הראו כי גירוי עצבי המופעל על התפרצות תפיסה היא גישה יעילה כדי להפחית את חומרת התקפים4,5,6. יתר על כן, מערכות זיהוי התפיסה האוטומטית ואת המסירה הנציגות של טיפול7, 8 הראו הטבות משמעותיות בחולים אפילפסיה9,10,11,12. אזור יישום נוסף עם התקדמות מהירה של מתודולוגיות לולאה סגורה הוא השליטה של נוירותותבות עם המוח הקורטיקלית – מחשב ממשקי. הסיבה לכך היא מתן משוב מיידי למשתמשים של התקנים תותבת משפר באופן משמעותי את הדיוק ואת יכולת13.
בשנים האחרונות, מספר מעבדות פיתחו מערכות מותאמות אישית עבור ההקלטה החשמלית סימולטני של פעילות עצבית ומסירת גירויים במערכת לולאה סגורה14,15,16,17,18. למרות רבים של כיוונונים אלה יש מאפיינים מרשימים, זה לא תמיד קל ליישם אותם במעבדות אחרות. הסיבה לכך היא שהמערכות דורשות לעתים קרובות טכנאים מנוסים להרכיב את האלקטרוניקה הדרושה ורכיבי חומרה ותוכנה אחרים הנחוצים.
לכן, על מנת להקל על אימוץ ניסויים לולאה סגורה במחקר מדעי המוח, נייר זה מספק פרוטוקול ו-Matlab code כדי להמיר הקלטה פתוחה לולאה אלקטרופיסיולוגית19,20,21,22 לתוך מערכת לולאה סגורה2,6,23. פרוטוקול זה נועד לעבוד עם חומרת ההקלטה דיגיטלי Lynx, מערכת מעבדה פופולרית להקלטות האוכלוסייה העצבית. ניסוי אופייני מורכב מהפעולות הבאות: 1) הקלטת 5-20 דקות של נתוני העליה; 2) ספייק מיון כדי ליצור תבניות נוירואליות; 3) שימוש בתבניות אלה כדי לבצע זיהוי מקוון של דפוסי פעילות עצביים; ו-4) מפעיל אירועים מסוימים של גירוי או ניסיוני כאשר תבניות שצוינו על-ידי המשתמש מזוהות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל ההליכים המתוארים כאן נערכו תחת פרוטוקול מחקר בעלי חיים שאושר על ידי ועדת הרווחה של אוניברסיטת לטברידג '.
1. כירורגיה
הערה: הליכי הניתוח המשמשים לשתל בדיקה להקלטות נוירופיסיולוגיים הוצגו בפרסומים אחרים24,25,26. הפרטים המדויקים של הניתוח לגירוי בלולאה סגורה תלויים בסוג הבדיקות של ההקלטות המשמשות ובאזורי המוח המיועדים. עם זאת, ברוב המקרים, ניתוח אופייני יכלול את השלבים הבאים.
- מביאים לחדר הניתוח כלוב עם חולדה להיות מושתל עם בדיקה סיליקון או מערך אלקטרודה להקליט פעילות עצבית.
- ולתקן את הראש. במסגרת סטריאוטקאית ודא כי בעל החיים הוא חסר הכרה במהלך הניתוח על ידי התבוננות כל תגובה מוטורי גירוי מישוש קל25.
- להחיל משחה העין כדי למזער את היובש במהלך הניתוח.
- לגלח את האזור כירורגי לחטא את העור עם 2% כלורקסאיטין פתרון ו-70% אלכוהול איזופרופיל.
- להזריק לידוקאין (5 מ"ג/ק"ג) תחת הקרקפת מעל לאזור המוח שבו אלקטרודות יהיה מושתל.
- לעשות חתך של הקרקפת על פני השטח של השתל בעתיד, ולהשתמש בספוגית אזמל כותנה כדי לנקות את הקרום מן הגולגולת חשוף25.
- תרגיל 4-8 חורים בגולגולת עבור השרשה של ברגים עוגן (~ 0.5 מ"מ) כמו תמיכה מבנית עבור השתל25. הצמד את הברגים לגולגולת על-ידי הוספתו לחורים וודא שהם מוחזקים בחוזקה במקומם.
- מקדחה בפתיחת הגולגולת בקואורדינטות שצוינו, ומכניסה את המיקרו-כונן/השתל בדיקה.
הערה: הפרוטוקול המתואר לגירוי לולאה סגורה יפעל עבור כל אזור מוח שבו האלקטרודות מוכנסים. - לתקן את microdrive/בדיקה וכל מחבר ממשק חשמלי נדרש לגולגולת באמצעות אקריליק שיניים. כמות אקריליק שיניים צריך להיות מספיק כדי לצרף בחוזקה את השתל, אבל זה לא צריך לבוא במגע עם הרקמה הרך המקיף25.
- לאחר הניתוח, לעקוב היטב את בעל החיים עד שהוא הגיע לתודעה מספקת כדי לשמור על שכיבה משנית25. במשך 3 הימים הבאים, ניהול תת-עורי משכך כאבים (כגון Metacam, 1 מ"ג/ק"ג), ו אנטיביוטיקה כדי למנוע זיהום (למשל enrofloxacin, 10 מ"ג/ק"ג).
הערה: בעלי חיים בדרך כלל נשארים להתאושש מהניתוח למשך שבוע לפני כל בדיקה או הקלטה.
2. התקנת תוכנה
הערה: זה נבדק על Windows 10, 64 bit גירסה.
- התקן את תוכנת הרכישה והעיבוד של נתונים.
- התקן את מערכת רכישת הנתונים ברדלס 6.4 (https://neuralynx.com/software/category/sw-acquisition-control), הכולל ספריות לאינטראקציה עם מערכת רכישת ברדלס.
- התקן SpikeSort3D (https://neuralynx.com/software/spikesort-3d) או כל תוכנה אחרת המשתמשת בקלוסטקווינק27 עבור מיון ספייק. תוכנת הזיהוי המקוונת משתמשת בהגדרות האשכול ממנגנון KlustaKwik. תוכנה זו עשויה לפעול באותו מחשב, או לפעול במחשבים נפרדים הנמצאים באותה רשת.
- התקן את החבילה Netcomhttps://github.com/leomol/cheetah-interface/blob/master/NetComDevelopmentPackage_v3.1.0, אשר ניתן גם להוריד מ https://neuralynx.com/software/netcom-development-package.
- התקן Matlab (https://www.mathworks.com/downloads/; הקוד נבדק בגירסה Matlab R2018a). ודא שMatlab מופעלת בחומת האש של Windows. בדרך כלל מוקפץ יגיע. במהלך החיבור הראשון
- היכנס לחשבון Matlab. . תבחר את הרישיון בחר את הגירסה. בחר את מערכת ההפעלה.
- הורד את הספריה הבאה לאירוע מקוון המפעיל את: https://github.com/leomol/cheetah-interface וחלץ קבצים לתיקיה ' מסמכים/Matlab ' של המחשב. עותק של הקוד מסופק בחומרים משלימיםנלווים.
3. רכישת נתונים ראשוניים
- התחל רכישת נתונים באמצעות תוכנת ברדלס.
- הקלט מספר דקות של נתוני העולה כדי לאכלס טופסי גל של תבנית.
- עצור את רכישת הנתונים ובצע מיון דקר על הנתונים המוקלטת.
- פתח את SpikeSort3D, לחץ על קובץ | תפריט | טען קובץ ספייק, ובחר קובץ דקר מהתיקיה עם נתונים מוקלטים.
- לחץ על תפריט אשכול ולאחר מכן אשכול אוטומטי באמצעות KlustaKwik, ומשאיר את הגדרות ברירת המחדל ולחץ על הפעלה.
4. ניסוי בלולאה סגורה
- לחדש את רכישת הנתונים בצ.
- . פתח את Matlab
- פתח את Closedloop. m ולחץ על הפעלה. לחלופין, בחלון הפקודה Matlab, בצע ClosedLoop (). ודא שclosedloop. m נמצא בנתיב Matlab. אם המשתמש מעוניין להשתמש בפונקציה מותאמת אישית כדי להתקשר לכל גורם מפעיל, בצע את ClosedLoop ('-התקשרות חזרה ', פונקציה מותאמת אישית) במקום זאת, כאשר פונקציית ההתאמה האישית היא נקודת אחיזה לפונקציה זו.
- טען את מידע הדקר שהוגדר בהקלטה הראשונית על-ידי לחיצה על עומס, דפדוף בתיקיית ההקלטה ובחירת אחד מקבצי הנתונים הקופצים (. ntt,. ntt).
- בחר נוירונים אחד או מספר שיפעיל גירוי על ידי לחיצה על תיבת הסימון מתחת לטפסי גל מותווים.
- הגדר את המספר המינימלי של נוירונים שיפעילו גירוי על ידי הקלדת מספר שלם בתיבת הטקסט "התאמות מינימום" ; ולהגדיר את חלון הזמן שבו קוצים התואמים צורות גל שונות נחשבים שיתוף פעיל על ידי הקלדת מספר בתיבת הטקסט "חלון".
- לחץ על העבר כדי להתחיל. זה יתחיל הפעלה מקוונת של אירועים (צלילים כברירת מחדל) מבוסס על פעילות העולה של נוירונים שנבחרו.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
העכברושים שנולדו וגדלו באתר היו נובעת לטיפול במשך שבועיים לפני הניסוי. כונן הקלטה הושתל באופן כירורגי, בדומה לשיטות שתוארו בעבר28,29,30,31,32,33,34. האותות העצביים הוקלטו ב-32 kHz עם מערכת רכישה דיגיטלית. אותות עצביים הוגברה לראשונה עם אחדות לצבור הראש האלחוטי, ואז הוגדל עם רווח של 1000, והלהקה לעבור מסוננים בין 600 ו 6,000 Hz. קוצים עצביים מעל סף משרעת קבע ידנית (בדרך כלל 48-60 μV) נשמרו באופן אוטומטי, ולאחר מכן ממוינות לאשכולות נפרדים. כך, כל אשכול ככל הנראה מתאים קוצים מתוך תא עצב שונה27. עבור הדגמת פרוטוקול זו, החולדה נחה על עציץ, שהיה מקום מנוחה מוכר במהלך הפסקות בניסויים התנהגותיים (איור 1).
צילום מסך מייצג ממחשב ההקלטה מוצג באיור 2. הוא מציג את ההפעלה הסימולטנית של תוכנת ההקלטה (משמאל) ואת התוכנית Matlab, אשר מציגה טפסים גל ספייק רכשה בזמן אמת. זה Matlab סקריפט כלול חומרים משלימים. כאשר מזוהים קוצים מאשכולות מוגדרים מראש, צורות ה-גל מוצגות עם קו מקווקו מודגש בחלון האיור Matlab (איור 2), והיא מפעילה צליל ומספקת מערכת לולאה סגורה. התקנה זו לולאה סגורה מאפשרת, למשל, כדי ללמוד נוירופלסטיות, שבו אפשר לבדוק אם הזיווג הפעילות העצבית עם גירויים חיצוניים (הטון) יכול להשפיע על השדות הפתוחים של הנוירונים האלה.
איור 1: צילום של חולדה עם הראש-הבמה האלחוטית (לוח עם מגברים מראש LED כחול) מחובר לווין סיליקון מושתל. המקדח ממוקם תחת אקריליק שיניים (חומר ורוד) והוא לא נראה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: צילום מסך של ההקלטה ותוכנות לולאה סגורה. לוחות leftward הם חלונות המהווים חלק ממערכת ההקלטה ברדלס המשמש להמחיש ושליטה על רכישת נתונים. החלון בצד הימני של המסך מציג מופע Matlab המפעיל את התוכנה המתוארת. החלון האמצעי מציג את צורת הגל של דקר מקוונת שזוהתה התאמת תבנית מוגדרת מראש. קוצים השייכים לאשכול זה שימשו להפעלת צליל בווידאו המוצג. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: קו צינור סכימטי לזרימת הנתונים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: מבחן השהיית גירוי. (א) היסטוגרמה של עיכובים בין הזמן של יצירת יתד מלאכותית וזמן של אות מופעל. (ב) סכמטי של התקנת לוח מיקרו-מעבד ליצירת צורות גל מלאכותי. התקשרויות שחור וכתום פלט RC כמו צורת גל (החל 0 כדי 810 mV) והוא מחובר לשלב הראש באמצעות "אות עכבר" ממשק המפחית את מתח 810 μV. רכיבים המחוברים באותה עמודה של לוח הלחם מחוברים (נגדים: 110 אוהם; 220 אוהם; 1000 אוהם; קבל: 10 μF). Arduino היה מחובר למחשב באמצעות USB/UART, אשר עורר קוצים Arduino וקיבל אותות בחזרה הן מעגל Arduino ו-API של תוכנת הרכישה. Arduino הורה ליצור 1000 דוקרנים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
קובץ משלים 1: Matlab סקריפטים. אנא לחץ כאן כדי להציג קובץ זה (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
הפרוטוקול המתואר כאן, מראה כיצד להשתמש במערכת הקלטה נוירולוגית סטנדרטית כדי לבצע גירוי בלולאה סגורה. פרוטוקול זה מאפשר למדענים מוגבלים עם מומחיות מוגבלת במדעי המחשב כדי ליישם במהירות מגוון של ניסויים לולאה סגורה עם עלות קטנה. ניסויים אלה נחוצים לעתים קרובות כדי ללמוד אינטראקציות סיבתי במוח.
לאחר הכנת בעל חיים והתקנת התוכנה (שלבים 1 & 2), הניסוי בלולאה סגורה מורכב משני שלבים נפרדים. ראשית, רכישת נתונים ראשוניים (שלב 3) כדי לאסוף נתונים כדי להגדיר תבניות המתאימות לפעילות של נוירונים בודדים (כלומר, מיון ספייק; שלב 3.5). שנית, הגירוי לולאה סגורה, שם קוצים שנרשמו לאחרונה יוקצה באופן אוטומטי אשכולות מוגדרים מראש בזמן אמת גירוי ההדק אם קוצים טופס הנוירונים שצוין מזוהים (שלב 4). המוצגים Matlab סקריפטים (ראה חומרים משלימים) להפגין את המפעיל של גירויים שונים המבוססים על הפעילות של תא העצב בודד, ועל הפעילות של מספר נוירונים נבחרים. האחרון הוא אופציה חשובה במיוחד, כי נוירונים הם האמינו לעבד מידע כהרכבה (למשל, מנות35,36). מפעיל גירויים המבוססים על דפוסי האוכלוסיה העצביים עשוי להיות כלי מפתח לענות על מגוון רחב של שאלות מחקר. זרימת הנתונים במהלך שליטה בלולאה סגורה מומחש באיור 3.
בהדגמת הפרוטוקול הזאת, נעשה שימוש ב -3 הטון. הטון הטהור הזה יכול להיות מוחלף על ידי צליל שרירותי בצורת גל על ידי שינוי המשתנה "tone0". כמו כן, שים לב שבמקום רמקול, ניתן לחבר התקנים רבים אחרים לפלט השמע של המחשב כדי להפעיל גירוי. לדוגמה, פלט השמע שימש לכונן מנוע רטט כדי לספק תדר נמוך (20 Hz) גירויים מישוש22. לחלופין, ניתן להשתמש בקוד Matlab כדי לשלוח אות TTL להתקן המחובר ליציאה טורית של מחשב. ניתן לבצע זאת על-ידי החלפת הפקודה ' sound () ' באמצעות הקוד הבא: אובייקט = serial (' COM1 '); fopen (אובייקט); obj. בקשת השליחה = ' on '. יישום מדגם של שיטה זו מסופק בחומרים משלימים (ראה דופק. מ). באופן דומה, Matlab יכול לשמש כדי לשלוח אותות למכשירים חיצוניים באמצעות יציאת USB. לפיכך, הקוד המוצג כאן מאפשר למשתמשים לשלוח מפעילים לולאה סגורה במגוון דרכים להתקנים מרובים.
בדיקות הראו כי עיכוב הזמן בין היתד העצבי לבין האות ההדק הוא כ -13 אלפיות הראשונה (מינימום 9 אלפיות; מקסימום 15 אלפיות). הפצת עיכובים בזמן מומחש באיור 4A. עבור בדיקות זה השהיה, שימש Arduino לשלוח יתד מלאכותי למערכת הרכישה (דרך הראש הבמה). ההשהיה הוקלטה כזמן שבין הדקר לבין אות ההדק ממחשב הרכישה המפעיל את הסקריפט Matlab לולאה הסגורה. סכימטי של ההתקנה Arduino ליצור קוצים מוצג באיור 4B.
הגישה המוצגת כאן מיושמת בתוכנה, ולכן ייתכן שלא תוכל לספק גירויים עם דיוק זמני של מערכות עם חומרה ייעודית. לדוגמה, TDT (טאקר-דייוויס טכנולוגיות) מציעה מערכות לגירוי מעורר שיכול לספק גירויים בתוך אלפיות שניה. עם זאת, היתרון של הפתרון Matlab שהוצגו כאן הוא עלותו הנמוכה עבור משתמשים בעלי חומרה הקלטה ברדלס, הגמישות שלה בהגדרת דפוסי הפעילות כדי לעורר גירויים, ואת הגמישות שלה בהגדרת תבניות נוירואליות. יתרה מזאת, דיוק של אלפית שניה בודדת אינו נדרש בניסויים רבים, כך שרמת הנוחות של גישה זו יכולה להציע יתרון גדול.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין כל ניגוד אינטרסים שקשור לעבודה זו.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים NSERC דיסקברי אל ו AG.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Baytril | Bayer, Mississauga, CA | DIN 02169428 | antibiotic; 50 mg/mL |
| Cheetah 6.4 | NeuraLynx, Tucson, AZ | 6.4.0.beta | Software interfaces for data acquisition |
| Digital Lynx 4SX | NeuraLynx, Tucson, AZ | 4SX | recording equipment |
| Headstage transmitter | TBSI | B10-3163-GK | transmits the neural signal to the receiver |
| Isoflurane | Fresenius Kabi, Toronto, CA | DIN 02237518 | inhalation anesthetic |
| Jet Denture Powder & Liqud | Lang Dental, Wheeling, US | 1230 | dental acrylic |
| Lacri-Lube | Allergan, Markham, CA | DIN 00210889 | eye ointment |
| Lido-2 | Rafter 8, Calgary | DIN 00654639 | local anesthetic; 20 mg/mL |
| Matlab | Mathworks | R2018b | software for signal processing and triggering external events |
| Metacam | Boehringer, Ingelheim, DE | DIN 02240463 | analgesic; 5 mg/mL |
| Netcom | NeuraLynx | v1 | Application Programming Interface (API) that communicates with Cheetah |
| Silicone probe | Cambridge Neurotech | ASSY-156-DBC2 | implanted device |
| SpikeSort 3D | NeuraLynx, Tucson, AZ | SS3D | spike waveform-to-cell classification tools |
| Wireless Radio Receiver | TBSI | 911-1062-00 | transmits the neural signal to the Digital Lynx |
References
- Grosenick, L., Marshel, J. H., Deisseroth, K. Closed-loop and activity-guided optogenetic control. Neuron. 86 (1), 106-139 (2015).
- Armstrong, C., Krook-Magnuson, E., Oijala, M., Soltesz, I. Closed-loop optogenetic intervention in mice. Nature Protocols. 8 (8), 1475-1493 (2013).
- Siegle, J. H., Wilson, M. A. Enhancement of encoding and retrieval functions through theta phase-specific manipulation of hippocampus. Elife. 3, 03061 (2014).
- Paz, J. T., et al. Closed-loop optogenetic control of thalamus as a tool for interrupting seizures after cortical injury. Nature neuroscience. 16 (1), 64-70 (2013).
- Krook-Magnuson, E., Armstrong, C., Oijala, M., Soltesz, I. On-demand optogenetic control of spontaneous seizures in temporal lobe epilepsy. Nature Communications. 4, 1376 (2013).
- Berényi, A., Belluscio, M., Mao, D., Buzsáki, G. Closed-loop control of epilepsy by transcranial electrical stimulation. Science. 337 (6095), 735-737 (2012).
- Peters, T. E., Bhavaraju, N. C., Frei, M. G., Osorio, I. Network system for automated seizure detection and contingent delivery of therapy. Journal of Clinical Neurophysiology. 18 (6), 545-549 (2001).
- Fountas, K. N., Smith, J. Operative Neuromodulation. , Springer. 357-362 (2007).
- Heck, C. N., et al. Two-year seizure reduction in adults with medically intractable partial onset epilepsy treated with responsive neurostimulation: final results of the RNS System Pivotal trial. Epilepsia. 55 (3), 432-441 (2014).
- Osorio, I., et al. Automated seizure abatement in humans using electrical stimulation. Annals of Neurology. 57 (2), 258-268 (2005).
- Sun, F. T., Morrell, M. J., Wharen, R. E. Responsive cortical stimulation for the treatment of epilepsy. Neurotherapeutics. 5 (1), 68-74 (2008).
- Fountas, K. N., et al. Implantation of a closed-loop stimulation in the management of medically refractory focal epilepsy. Stereotactic and Functional Neurosurgery. 83 (4), 153-158 (2005).
- Abbott, A. Neuroprosthetics: In search of the sixth sense. Nature. 442, (2006).
- Venkatraman, S., Elkabany, K., Long, J. D., Yao, Y., Carmena, J. M. A system for neural recording and closed-loop intracortical microstimulation in awake rodents. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 56 (1), 15-22 (2009).
- Nguyen, T. K. T., et al. Closed-loop optical neural stimulation based on a 32-channel low-noise recording system with online spike sorting. Journal of Neural Engineering. 11 (4), 046005 (2014).
- Laxpati, N. G., et al. Real-time in vivo optogenetic neuromodulation and multielectrode electrophysiologic recording with NeuroRighter. Frontiers in Neuroengineering. 7, 40 (2014).
- Su, Y., et al. A wireless 32-channel implantable bidirectional brain machine interface. Sensors. 16 (10), 1582 (2016).
- Ciliberti, D., Kloosterman, F. Falcon: a highly flexible open-source software for closed-loop neuroscience. Journal of Neural Engineering. 14 (4), 045004 (2017).
- Luczak, A., Bartho, P., Harris, K. D. Gating of sensory input by spontaneous cortical activity. The Journal of Neuroscience. 33 (4), 1684-1695 (2013).
- Luczak, A., Barthó, P., Harris, K. D. Spontaneous events outline the realm of possible sensory responses in neocortical populations. Neuron. 62 (3), 413-425 (2009).
- Schjetnan, A. G., Luczak, A. Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat. Journal of Visualized Experiments. (56), (2011).
- Bermudez Contreras, E. J., et al. Formation and reverberation of sequential neural activity patterns evoked by sensory stimulation are enhanced during cortical desynchronization. Neuron. 79 (3), 555-566 (2013).
- Girardeau, G., Benchenane, K., Wiener, S. I., Buzsáki, G., Zugaro, M. B. Selective suppression of hippocampal ripples impairs spatial memory. Nature Neuroscience. 12 (10), 1222-1223 (2009).
- Schjetnan, A. G. P., Luczak, A. Recording large-scale neuronal ensembles with silicon probes in the anesthetized rat. Journal of Visualized Experiments. (56), (2011).
- Vandecasteele, M., et al. Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents. Journal of Visualized Experiments. (61), e3568 (2012).
- Sariev, A., et al. Implantation of Chronic Silicon Probes and Recording of Hippocampal Place Cells in an Enriched Treadmill Apparatus. Journal of Visualized Experiments. (128), e56438 (2017).
- Harris, K. D., Henze, D. A., Csicsvari, J., Hirase, H., Buzsáki, G. Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements. Journal of Neurophysiology. 84 (1), 401-414 (2000).
- Jiang, Z., et al. TaiNi: Maximizing research output whilst improving animals' welfare in neurophysiology experiments. Scientific Reports. 7 (1), 8086 (2017).
- Gao, Z., et al. A cortico-cerebellar loop for motor planning. Nature. 563 (7729), 113 (2018).
- Neumann, A. R., et al. Involvement of fast-spiking cells in ictal sequences during spontaneous seizures in rats with chronic temporal lobe epilepsy. Brain. 140 (9), 2355-2369 (2017).
- Gothard, K. M., Skaggs, W. E., Moore, K. M., McNaughton, B. L. Binding of hippocampal CA1 neural activity to multiple reference frames in a landmark-based navigation task. Journal of Neuroscience. 16 (2), 823-835 (1996).
- McNaughton, B. L. Google Patents. , (1999).
- Wilber, A. A., et al. Cortical connectivity maps reveal anatomically distinct areas in the parietal cortex of the rat. Frontiers in Neural Circuits. 8, 146 (2015).
- Mashhoori, A., Hashemnia, S., McNaughton, B. L., Euston, D. R., Gruber, A. J. Rat anterior cingulate cortex recalls features of remote reward locations after disfavoured reinforcements. Elife. 7, 29793 (2018).
- Luczak, A., McNaughton, B. L., Harris, K. D. Packet-based communication in the cortex. Nature Reviews Neuroscience. , (2015).
- Luczak, A. Analysis and Modeling of Coordinated Multi-neuronal Activity. , Springer. 163-182 (2015).
