Summary
يوضح هذا البروتوكول كيفيه استخدام نظام إلكتروفيزيولوجي لتحفيز الحلقة المغلقة التي تسببها أنماط نشاط الخلايا العصبية. كما يتم توفير نموذج التعليمات البرمجية Matlab التي يمكن تعديلها بسهوله لأجهزه التحفيز المختلفة.
Abstract
نظم العصبية حلقه مغلقه استخدام أنماط النشاط العصبية لتحفيز المحفزات ، والتي بدورها تؤثر علي نشاط الدماغ. وهذه النظم المغلقة موجودة بالفعل في التطبيقات السريرية ، وهي أدوات هامه للبحوث الاساسيه في المخ. ومن التطورات الحديثة المثيرة للاهتمام بشكل خاص دمج نهج الحلقات المغلقة مع optogenetics ، بحيث يمكن للأنماط المحددة للنشاط العصبي ان تؤدي إلى تحفيز بصري لمجموعات عصبيه مختاره. ومع ذلك ، قد يكون من الصعب إنشاء نظام إلكتروفيزيولوجي لتجارب الحلقات المغلقة. هنا ، يتم توفير رمز Matlab جاهزه للتطبيق لأثاره المحفزات علي أساس نشاط واحد أو الخلايا العصبية المتعددة. يمكن تعديل نموذج التعليمه البرمجية هذا بسهوله استنادا إلى الاحتياجات الفردية. علي سبيل المثال ، فانه يظهر كيفيه تشغيل محفزات الصوت وكيفيه تغييره لتشغيل جهاز خارجي متصل بمنفذ تسلسلي للكمبيوتر. تم تصميم البروتوكول المعروض للعمل مع نظام تسجيل الخلايا العصبية شعبيه للدراسات الحيوانية (نيوالينيكس). ويتجلى تنفيذ التحفيز حلقه مغلقه في الفئران مستيقظا.
Introduction
والهدف من هذا البروتوكول هو شرح كيفيه تنفيذ التحفيز حلقه مغلقه في التجارب الفسيولوجية العصبية. الاعداد النموذجي للتجارب حلقه مغلقه في علوم الأعصاب ينطوي علي أثاره المحفزات استنادا إلى قراءات علي الإنترنت من نشاط الخلايا العصبية. هذا ، بدوره ، يسبب التعديلات في نشاط الدماغ ، التالي إغلاق حلقه التغذية المرتدة1،2. هذه التجارب حلقه مغلقه توفر فوائد متعددة علي الاجهزه القياسية حلقه مفتوحة ، وخاصه عندما يقترن optogenetics ، الذي يسمح للباحثين لاستهداف مجموعه فرعيه معينه من الخلايا العصبية. علي سبيل المثال ، استخدم سيج وويلسون التلاعبات حلقه مغلقه لدراسة دور التذبذبات ثيتا في معالجه المعلومات3. اظهروا ان تحفيز الخلايا العصبية هيبوكامبال علي المرحلة المتساقطة من التذبذب ثيتا له تاثيرات مختلفه علي السلوك من تطبيق نفس التحفيز علي المرحلة الصاعدة. كما أصبحت التجارب المغلقة ذات اهميه متزايدة في الدراسات قبل السريرية. علي سبيل المثال, وقد أظهرت دراسات الصرع متعددة ان تحفيز الخلايا العصبية الناجمة عن بداية المضبوطات هو نهج فعال للحد من شده المضبوطات4,5,6. وعلاوة علي ذلك ، أظهرت نظم الكشف الألى عن المضبوطات وتسليم الوحدة للعلاج7،8 فوائد كبيره في مرضي الصرع9،10،11،12. مجال تطبيق آخر مع التقدم السريع من منهجيات حلقه مغلقه هو السيطرة علي الأطراف العصبية مع الدماغ القشرية-واجات الجهاز. وذلك لان توفير التغذية المرتدة لحظيه لمستخدمي الاجهزه التعويضية يحسن بشكل كبير من الدقة والقدرة13.
في السنوات الاخيره ، وقد وضعت عده مختبرات نظم مخصصه للتسجيل الكهربائي في وقت واحد من نشاط الخلايا العصبية وتسليم المحفزات في نظام مغلق حلقه14،15،16،17،18. علي الرغم من ان العديد من هذه الاجهزه لها خصائص مثيره للإعجاب ، فانه ليس من السهل دائما لتنفيذها في مختبرات أخرى. وذلك لان الانظمه غالبا ما تطلب من الفنيين ذوي الخبرة لتجميع الكترونيات المطلوبة وغيرها من مكونات الاجهزه والبرمجيات الضرورية.
ولذلك ، من أجل تسهيل اعتماد التجارب حلقه مغلقه في بحوث علوم الأعصاب ، وتوفر هذه الورقة بروتوكول ورمز matlab لتحويل حلقه مفتوحة الكهربائية تسجيل الاعداد19،20،21،22 في حلقه مغلقه نظام2،6،23. تم تصميم هذا البروتوكول للعمل مع الاجهزه الرقمية لينكس تسجيل ، وهو نظام مختبر شعبيه لتسجيلات السكان العصبية. وتتالف التجربة النموذجية مما يلي: 1) تسجيل 5-20 دقيقه من البيانات الشائكة; 2) الفرز سبايك لإنشاء قوالب الخلايا العصبية ؛ 3) استخدام هذه القوالب لأداء الكشف عن أنماط النشاط العصبي علي الإنترنت ؛ و 4) تحريك التحفيز أو الاحداث التجريبية عندما يتم الكشف عن الأنماط المحددة من قبل المستخدم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وقد أجريت جميع الإجراءات الموصوفة هنا ببموجب بروتوكول للبحوث الحيوانية وافقت عليه لجنه رعاية الماشية التابعة لجامعه ليثبريدج.
1-الجراحة
ملاحظه: وقد عرضت إجراءات الجراحة المستخدمة لزرع تحقيقات للتسجيلات الفسيولوجية العصبية في منشورات أخرى24،25،26. التفاصيل الدقيقة للجراحة لتحفيز حلقه مغلقه تعتمد علي نوع من التحقيقات تسجيل المستخدمة ومناطق الدماغ المستهدفة. ولكن في معظم الحالات ، ستتكون الجراحة النموذجية من الخطوات التالية.
- إحضار إلى غرفه الجراحة قفص مع الفئران ليتم زرعها مع مسبار سيليكون أو مصفوفة القطب لتسجيل النشاط العصبية.
- تخدير القوارض مع 2-2.5 ٪ ايزوفلواني وإصلاح الراس في اطار فراغي. تاكد من ان الحيوانية فاقده الوعي خلال عمليه جراحيه من خلال مراقبه اي رد فعل حركيه لمحفزات اللمس خفيفه25.
- ضع مرهم العين للتقليل من الجفاف اثناء الجراحة.
- حلق المنطقة الجراحية وتطهير الجلد مع 2 ٪ محلول الكلوركهيكدين و 70 ٪ ايزوبروبيل الكحول.
- حقن ليدوكائين (5 مغ/كغ) تحت فروه الراس فوق منطقه الدماغ حيث سيتم زرع الأقطاب الكهربائية.
- اجراء شق من فروه الراس علي منطقه زرع في المستقبل ، واستخدام مشرط ومسحه من القطن لمسح السمحم من الجمجمة المعرضة25.
- حفر 4-8 ثقوب في الجمجمة لغرس مسامير مرساه (~ 0.5 مم) والدعم الهيكلي للزرع25. نعلق مسامير علي الجمجمة عن طريق ادراجها في الثقوب والتاكد من انها عقدت بحزم في مكانها.
- حفر بضع القحف في الإحداثيات المحددة ، وأقحم المجهرية/المسبار زرع.
ملاحظه: البروتوكول الموصوف لتحفيز الحلقة المغلقة سيعمل لأي منطقه الدماغ التي يتم ادراج الأقطاب الكهربائية. - إصلاح microdrive/المسبار وأي موصل الكهربائية المطلوبة الموصل إلى الجمجمة باستخدام الأكريليك الأسنان. يجب ان يكون مقدار الأكريليك الأسنان كافيه لنعلق بحزم الزرع ، ولكن لا ينبغي ان تاتي في اتصال مع الانسجه الرخوة المحيطة25.
- بعد الجراحة ، تراقب عن كثب الحيوانية حتى انها استعادت الوعي الكافي للحفاظ علي الركود العقدي25. النسبة للأيام الثلاثة اللاحقة ، يمكنك أداره جلد مسكن (مثلا ، الملغم ، 1 مغ/كغ) ، ومضاد حيوي للوقاية من العدوى (مثل الانروفلوكساسين ، 10 ملغم/كغ).
ملاحظه: عاده ما تترك الحيوانية للتعافي من الجراحة لمده أسبوع واحد قبل اي اختبار أو تسجيل.
2-تركيب البرمجيات
ملاحظه: تم اختبار هذا علي Windows 10 ، 64 إصدار بت.
- تثبيت برامج الحصول علي البيانات ومعالجتها.
- تثبيت نظام الحصول علي البيانات الفهد 6.4 (https://neuralynx.com/software/category/sw-acquisition-control) ، الذي يتضمن المكتبات للتفاعل مع نظام الاستحواذ الفهد.
- تثبيت SpikeSort3D (https://neuralynx.com/software/spikesort-3d) أو اي برنامج آخر يستخدم كلوستكويك27 للفرز سبايك. يستخدم برنامج الكشف عبر الإنترنت تعريفات الكتلة من مشغل كلوستكويك. قد يعمل هذا البرنامج علي نفس الكمبيوتر ، أو قد يعمل علي أجهزه كمبيوتر منفصلة موجودة علي نفس الشبكة.
- تثبيت NetComDevelopmentPackage (https://github.com/leomol/cheetah-interface/blob/master/NetComDevelopmentPackage_v3.1.0) ، التي يمكن تحميلها أيضا من https://neuralynx.com/software/netcom-development-package.
- تثبيت Matlab (https://www.mathworks.com/downloads/؛ تم اختبار التعليمات البرمجية علي Matlab الإصدار R2018a). تاكد من تمكين Matlab في جدار حماية Windows. عاده ما ستظهر نافذه منبثقة اثناء الاتصال الأول.
- قم بتسجيل الدخول إلى حساب Matlab. اختر الترخيص. اختر الإصدار. اختر نظام التشغيل.
- قم بتنزيل المكتبة التالية لاحداث الحدث عبر الإنترنت من: https://github.com/leomol/cheetah-interface واستخراج الملفات إلى مجلد "المستندات/Matlab" الخاص بالكمبيوتر. يتم توفير نسخه من الرمز في المواد التكميليةالمصاحبة.
3-الحصول علي البيانات الاوليه
- بدء الحصول علي البيانات باستخدام برنامج الفهد.
- سجل بضع دقائق من البيانات الشائكة لملء نماذج الموجات الموجية.
- إيقاف الحصول علي البيانات واجراء الفرز الارتفاع علي البيانات المسجلة.
- فتح SpikeSort3D ، انقر فوق ملف | قائمه طعام | تحميل ملف سبايك، وحدد ملف سبايك من المجلد مع البيانات المسجلة.
- انقر فوق القائمة الكتلة ثم تلقائيا باستخدام كلوستكويك، ترك الإعدادات الافتراضية ثم انقر فوق تشغيل.
4-تجربه الحلقة المغلقة
- استئناف الحصول علي البيانات في الفهد.
- افتح ماتلاب.
- فتح Closedloop. m وانقر علي تشغيل. بدلا من ذلك ، في اطار الأوامر Matlab تنفيذ ClosedLoop (). تاكد من ان ClosedLoop. m علي مسار Matlab. إذا كان المستخدم يريد استخدام داله مخصصه للاتصال علي كل مشغل ، تنفيذ ClosedLoop ('-رد الاتصال ' ، customFunction) بدلا من ذلك ، حيث customFunction هو مؤشر إلى تلك الدالة.
- تحميل المعلومات سبايك المحددة علي التسجيل الاولي عن طريق النقر علي تحميل، والاستعراض إلى مجلد التسجيل ، واختيار واحد من ملفات البيانات ارتفاع (. تي تي ،. nse).
- حدد واحد أو الخلايا العصبية المتعددة التي من شانها ان تحفز التحفيز عن طريق النقر علي مربع الاختيار تحت الموجي المرسومة.
- تحديد الحد الأدنى لعدد من الخلايا العصبية التي من شانها ان تؤدي إلى تحفيز عن طريق كتابه رقما صحيحا في مربع النص "المباراات دقيقه" ; وتحديد الإطار الزمني الذي المسامير مطابقه الموجات الموجية المختلفة تعتبر المشتركة النشطة عن طريق كتابه رقم في مربع النص "نافذه".
- انقر فوق إرسال للبدء. وهذا سوف تبدا علي الإنترنت اثار الاحداث (نغمات كافتراضي) استنادا إلى النشاط ارتفاع من الخلايا العصبية المختارة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
فيشر براون النرويج الفئران التي ولدت وترعرعت في الموقع وتعود إلى التعامل معها لمده أسبوعين قبل التجربة. تم زرع محرك التسجيل جراحيا ، علي غرار الأساليب الموصوفة سابقا28،29،30،31،32،33،34. وسجلت إشارات الخلايا العصبية في 32 كيلوهرتز مع نظام الاستحواذ الرقمي. تم تضخيم إشارات الخلايا العصبية لأول مره مع الوحدة كسب لاسلكيه الراس المرحلة ، ثم تضخيمها مع كسب 1000 ، وتمرير الفرقة تصفيتها بين 600 و 6,000 هرتز. تم حفظ المسامير العصبية التي تتجاوز عتبه السعه المحددة يدويا (عاده 48-60 μV) ، ثم تم فرزها في مجموعات مميزه. التالي ، كل كتله يفترض يتوافق مع المسامير من الخلايا العصبية مختلفه27. النسبة لهذه المظاهرة البروتوكولية ، كان الجرذ يستريح علي إناء للزهور ، كان مكانا مالوفا للراحة اثناء فترات الانقطاع في التجارب السلوكية (الشكل 1).
ويظهر في الشكل 2صوره تمثيليه من كمبيوتر التسجيل. وهو يظهر التشغيل المتزامن لبرنامج التسجيل (يسار) وبرنامج Matlab ، الذي يعرض الموجات الموجية التي تم الحصول عليها في الوقت الحقيقي. يتم تضمين هذا السيناريو Matlab في المواد التكميلية. عندما يتم الكشف عن طفرات من الكتل المسببة مسبقا ، يتم عرض الموجات مع خط متقطع جريئه في نافذه الشكل Matlab (الشكل 2) ، وانه يؤدي لهجة ، وتوفير نظام حلقه مغلقه. هذا الاعداد التجريبية حلقه مغلقه يسمح ، علي سبيل المثال ، لدراسة اللدونة العصبية ، حيث يمكن للمرء ان اختبار إذا الاقتران النشاط العصبية مع المحفزات الخارجية (لهجة) يمكن ان تؤثر علي المجالات تقبلا من تلك الخلايا العصبية.
الشكل 1: صوره لجرذ مع لاسلكيه الرئيسية المرحلة (المجلس مع ما قبل مكبرات الصوت والصمام الأزرق) تعلق علي مسبار السيليكون مزروع. يتم وضع المسبار تحت الأكريليك الأسنان (المادة الوردية) وغير مرئية. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: لقطه من برنامج التسجيل والحلقة المغلقة. لوحات leftward هي النوافذ التي هي جزء من نظام تسجيل الفهد المستخدمة لتصور والسيطرة علي الحصول علي البيانات. تظهر النافذة علي الجانب الأيمن من الشاشة جلسة ماتلاب التي تشغل البرنامج الموصوف. الإطار الأوسط يظهر الموجي من ارتفاع المكتشفة علي الإنترنت مطابقه قالب محدد مسبقا. واستخدمت المسامير التي تنتمي إلى تلك المجموعة لتحريك الصوت في الفيديو المعروض. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: خط أنابيب تخطيطي لتدفق البيانات. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: اختبار زمن التحفيز. (ا) الرسم البياني للتاخيرات بين وقت توليد الطفرة الاصطناعية ووقت الاشاره المشغلة. (ب) التخطيطي لاعداد لوحه المعالج الدقيق لتوليد الموجات الموجية الاصطناعية الارتفاع. الاتصالات الأسود والبرتقالي إخراج RC مثل الموجي (بدءا من 0 إلى 810 mV) ويتم توصيله إلى الراس مرحله عبر واجهه "اشاره الماوس" التي تقلل من الجهد إلى 810 μV. يتم توصيل المكونات الموصولة في نفس العمود من لوح الخبز (المقاومات: 110 أوم ؛ 220 أوم; 1000 أوم; مكثف: 10 μF) تم توصيل اردوينو إلى جهاز كمبيوتر عن طريق USB/UART, التي أثارت المسامير اردوينو وتلقي إشارات الظهر من كل من الدائرة اردوينو والبرمجيات الاستحواذ API. وأوعز اردوينو لتوليد 1000 المسامير. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الملف التكميلي 1: البرامج النصية Matlab. الرجاء انقر هنا لعرض هذا الملف (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
البروتوكول الموصوف هنا ، يوضح كيفيه استخدام نظام تسجيل نيوروفيسيولوجي قياسي لاجراء تنشيط الحلقة المغلقة. هذا البروتوكول يسمح أعصاب مع خبره محدوده في علوم الكمبيوتر لتنفيذ سريع مجموعه متنوعة من التجارب حلقه مغلقه مع القليل من التكلفة. وغالبا ما تكون هذه التجارب ضرورية لدراسة التفاعلات السببية في الدماغ.
بعد اعداد الحيوانية وتركيب البرنامج (الخطوات 1 & 2) ، والتجربة حلقه مغلقه تتكون من مرحلتين منفصلة. أولا ، الحصول علي البيانات الاوليه (الخطوة 3) لجمع البيانات لتحديد القوالب المقابلة لنشاط الخلايا العصبية الواحدة (اي ، ارتفاع الفرز ؛ الخطوة 3.5). ثانيا ، والتحفيز حلقه مغلقه ، حيث سيتم تعيين المسامير المسجلة حديثا تلقائيا إلى مجموعات محدده مسبقا في الوقت الحقيقي وتحفيز الزناد إذا تم الكشف عن المسامير شكل الخلايا العصبية المحددة (الخطوة 4). البرامج النصية Matlab المقدمة (انظر المواد التكميلية) تبين اثار المحفزات المختلفة استنادا إلى نشاط الخلايا العصبية واحده ، وعلي نشاط الخلايا العصبية المختارة متعددة. هذا الأخير هو خيار مهم بشكل خاص ، لأنه يعتقد ان الخلايا العصبية لمعالجه المعلومات كجمعيه (علي سبيل المثال ، الحزم35،36). التالي فان أثاره المحفزات استنادا إلى أنماط السكان العصبية قد تكون أداه رئيسيه للاجابه علي مجموعه واسعه من الاسئله البحثية. ويوضح الشكل 3تدفق البيانات اثناء التحكم في الحلقة المغلقة.
في هذه المظاهرة البروتوكول ، تم استخدام محفزات نغمه kHz 3. ويمكن استبدال هذه النغمة النقية بواسطة الموجي الصوت التعسفي عن طريق تغيير متغير "tone0". لاحظ أيضا انه بدلا من السماعة ، يمكن توصيل العديد من الاجهزه الأخرى بإخراج الصوت للكمبيوتر لتشغيل التنشيط. علي سبيل المثال ، تم استخدام إخراج الصوت لقياده محرك اهتزاز لتقديم محفزات اللمس المنخفضة التردد (20 هرتز)22. بدلا من ذلك ، يمكن استخدام التعليمات البرمجية Matlab لإرسال اشاره TTL إلى جهاز متصل بمنفذ تسلسلي كمبيوتر. يمكن إنجاز ذلك عن طريق استبدال الأمر ' الصوت () ' مع التعليمه البرمجية التالية: obj = التسلسلي (' COM1 '); fopen (obj) ؛ الكائنات. ريكوريتوسيند = ' علي '. يتم توفير نموذج تنفيذ هذا الأسلوب في المواد التكميلية (انظر النبض. m). المثل ، يمكن استخدام Matlab لإرسال إشارات إلى الاجهزه الخارجية من خلال منفذ USB. وهكذا ، التعليمات البرمجية المعروضة هنا يسمح للمستخدمين بإرسال مشغلات حلقه مغلقه في مجموعه متنوعة من الطرق لأجهزه متعددة.
أظهرت الاختبارات ان التاخير الزمني بين ارتفاع الخلايا العصبية واشاره الزناد هو حوالي 13 مللي ثانيه (دقيقه 9 مللي ثانيه ؛ الحد الأقصى 15 مللي ثانيه). ويبين الشكل 4 الفتوزيع التاخيرات الزمنيه. لهذا الاختبارات الكمون ، وكان يستخدم اردوينو لإرسال سبايك اصطناعية لنظام الاستحواذ (عن طريق المرحلة الرئيسية). تم تسجيل التاخير كالوقت بين الارتفاع واشاره الزناد من كمبيوتر الاستحواذ الذي يشغل البرنامج النصي Matlab الحلقي المغلق. ويرد التخطيطي لاعداد اردوينو لتوليد المسامير في الشكل 4B.
يتم تنفيذ النهج المعروض هنا في البرمجيات ، التالي قد لا تكون قادره علي تقديم المحفزات مع الدقة الزمنيه للانظمه مع الاجهزه المخصصة. علي سبيل المثال ، تقدم TDT (تاكر-ديفيس تكنولوجيز) أنظمه لتحفيز حفز التي يمكن ان تقدم المحفزات داخل ميلي ثانيه. ومع ذلك ، فان الاستفادة من حل Matlab المعروض هنا هو انخفاض تكلفته للمستخدمين الذين يملكون الفهد تسجيل الاجهزه ، مرونتها في تحديد أنماط النشاط لتحفيز المحفزات ، ومرونتها في تحديد قوالب الخلايا العصبية. وعلاوة علي ذلك ، لا يلزم الدقة مللي ثانيه واحده في العديد من التجارب ، التالي فان سهوله تنفيذ هذا النهج يمكن ان توفر ميزه كبيره.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ولا يوجد لدي المؤلفين اي تضارب في المصالح يتعلق بهذا العمل.
Acknowledgments
تم دعم هذا العمل من قبل NSERC المنح ديسكفري لل و 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.
- 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.
- Luczak, A. Analysis and Modeling of Coordinated Multi-neuronal Activity. , Springer. 163-182 (2015).
