Summary
Dit protocol demonstreert hoe u een elektrofysiologisch systeem gebruikt voor stimulatie met een gesloten kringloop, geactiveerd door neuronale activiteitspatronen. Er is ook een voorbeeld van MATLAB-code beschikbaar die gemakkelijk kan worden aangepast voor verschillende stimulatie apparaten.
Abstract
Closed-loop neurofysiologische systemen gebruiken patronen van neuronale activiteit om prikkels te triggeren, wat op zijn beurt de hersenactiviteit beïnvloedt. Dergelijke closed-loop systemen zijn al gevonden in klinische toepassingen, en zijn belangrijke hulpmiddelen voor fundamenteel hersenonderzoek. Een bijzonder interessante recente ontwikkeling is de integratie van closed-loop benaderingen met optogenetica, zodanig dat specifieke patronen van neuronale activiteit optische stimulatie van geselecteerde neuronale groepen kunnen veroorzaken. Het opzetten van een elektrofysiologisch systeem voor closed-loop experimenten kan echter moeilijk zijn. Hier wordt een kant-en-klare MATLAB-code verstrekt voor het triggeren van stimuli op basis van de activiteit van enkelvoudige of meervoudige neuronen. Deze voorbeeldcode kan eenvoudig worden aangepast op basis van individuele behoeften. Het laat bijvoorbeeld zien hoe u geluids prikkels activeert en hoe u deze wijzigt om een extern apparaat te activeren dat is aangesloten op een seriële PC-poort. Het gepresenteerde protocol is ontworpen om te werken met een populair neuronale registratiesysteem voor dierproeven (Neuralynx). De implementatie van de stimulatie van de gesloten kringloop wordt aangetoond bij een wakker rat.
Introduction
Het doel van dit protocol is om te demonstreren hoe de stimulatie van de gesloten lus in neurofysiologische experimenten te implementeren. De typische setup voor gesloten-lus experimenten in neurowetenschappen omvat triggering stimuli op basis van de Online uitlezen van neuronale activiteit. Dit veroorzaakt op zijn beurt wijzigingen in de hersenactiviteit, waardoor de terugkoppelings lus1,2wordtgesloten. Dergelijke closed-loop experimenten bieden meerdere voordelen ten opzichte van standaard open-loop opstellingen, vooral in combinatie met optogenetics, waarmee onderzoekers een specifieke subset van neuronen kunnen targeten. Zo gebruikten Siegle en Wilson closed-loop manipulaties om de rol van theta-oscillaties in informatieverwerking3te bestuderen. Ze toonden aan dat het stimuleren van hippocampal neuronen op de dalende fase van theta-oscillaties verschillende effecten had op het gedrag dan het toepassen van dezelfde stimulatie op de stijgende fase. Ook in preklinische studies worden closed-loop experimenten steeds belangrijker. Bijvoorbeeld, meerdere epilepsie studies hebben aangetoond dat neuronale stimulatie geactiveerd op het begin van een aanval een effectieve benadering is om de ernst van de aanvallen4,5,6te verminderen. Bovendienvertoonden systemen voor automatische epileptische detectie en de voorwaardelijke afgifte van therapie0,7significante voordelen bij epilepsiepatiënten9,10,11,12. Een ander toepassingsgebied met snelle vooruitgang van gesloten-lus methodologieën is de controle van neuro protheses met corticale hersenen – machine-interfaces. Dit is omdat het verstrekken van onmiddellijke feedback aan gebruikers van prothetische apparaten de nauwkeurigheid en capaciteit13aanzienlijk verbetert.
In de afgelopen jaren, verschillende laboratoria hebben aangepaste systemen ontwikkeld voor de gelijktijdige elektrische registratie van neuronale activiteit en levering van stimuli in een gesloten-lus systeem14,15,16,17,18. Hoewel veel van deze opstellingen indrukwekkende kenmerken hebben, is het niet altijd gemakkelijk om ze in andere laboratoria te implementeren. Dit komt doordat de systemen vaak ervaren technici vragen om de vereiste elektronica en andere noodzakelijke hardware-en softwarecomponenten in elkaar te zetten.
Daarom, om de aanneming van closed-loop experimenten in neurowetenschappelijk onderzoek te vergemakkelijken, biedt dit papier een protocol en MATLAB-code om een open-loop elektrofysiologische opname-instelling19,20,21,22 om te zetten in een gesloten-loop systeem2,6,23. Dit protocol is ontworpen om te werken met de digitale lynx Recording Hardware, een populaire laboratoriumsysteem voor neuronale bevolkings opnames. Een typisch experiment bestaat uit de volgende: 1) het opnemen van 5-20 minuten van het stekelige van gegevens; 2) Spike sortering om neuronale templates te maken; 3) met behulp van deze templates om online detectie van neurale activiteit patronen uit te voeren; en 4) triggering stimulatie of experimentele gebeurtenissen wanneer door de gebruiker opgegeven patronen worden gedetecteerd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle hier beschreven procedures werden uitgevoerd onder een dierlijk onderzoeksprotocol goedgekeurd door het dierenwelzijns Comité van de Universiteit van Lethbridge.
1. chirurgie
Opmerking: de chirurgische ingrepen die worden gebruikt voor implantaatsondes voor neurofysiologische opnames zijn gepresenteerd in andere publicaties24,25,26. De precieze details van de operatie voor gesloten stimulatie zijn afhankelijk van het type van de gebruikte opname sondes en de beoogde hersengebieden. In de meeste gevallen, echter, een typische operatie zal bestaan uit de volgende stappen.
- Breng naar de operatiekamer een kooi met een rat om te worden geïmplanteerd met een siliconen sonde of elektrode array om neuronale activiteit op te nemen.
- Anesthetiseer de knaagdier met 2-2.5% Isofluraan en bevestig het hoofd in een stereotaxic frame. Zorg ervoor dat het dier bewusteloos is tijdens een operatie door een motorische reactie te observeren op milde tactiele stimuli25.
- Breng een oogzalf aan om droogheid tijdens de operatie te minimaliseren.
- Scheer het chirurgische gebied en Desinfecteer de huid met 2% chloorhexidine-oplossing en 70% isopropylalcohol.
- Injecteer lidocaïne (5 mg/kg) onder de hoofdhuid over het hersengebied waar de elektroden zullen worden geïmplanteerd.
- Maak een incisie van de hoofdhuid over het gebied van toekomstig implantaat, en gebruik een scalpel en wattenstaafje om het periosteum van de blootgestelde schedel25te wissen.
- Boor 4-8 gaten in de schedel voor implantatie van anker schroeven (~ 0,5 mm) als structurele ondersteuning voor het implantaat25. Bevestig de schroeven aan de schedel door ze in de gaten te plaatsen en ervoor te zorgen dat ze stevig op hun plaats worden gehouden.
- Boor de craniotomie op de gespecificeerde coördinaten, en inzet de Microdrive/sonde implantaat.
Opmerking: het beschreven protocol voor stimulatie met gesloten lus zal werken voor elke hersenregio waarin de elektroden worden ingebracht. - Bevestig de Microdrive/probe en elke vereiste elektrische interface aansluiting op de schedel met behulp van tandheelkundige acryl. De hoeveelheid tandheelkundige acrylaat moet voldoende zijn om het implantaat stevig te bevestigen, maar het mag niet in contact komen met het omringende zachte weefsel25.
- Na de operatie, nauwlettend toezicht op het dier totdat het voldoende bewustzijn om te handhaven borstbeen ligpositie25heeft herwonnen. Voor de daaropvolgende 3 dagen dien je subcutaan een pijnstiller (bijv. metacam, 1 mg/kg) en een antibioticum toe om infectie te voorkomen (bv. enrofloxacine, 10 mg/kg).
Opmerking: dieren worden meestal overgelaten om een week vóór het testen of opnemen te herstellen van een operatie.
2. software-installatie
Opmerking: dit is getest op Windows 10, 64 bits versie.
- Software voor het verzamelen en verwerken van gegevens installeren.
- Installeer het systeem voor gegevensverzameling Cheetah 6,4 (https://neuralynx.com/software/category/sw-acquisition-control), dat bibliotheken bevat om te communiceren met het Cheetah-acquisitie systeem.
- Installeer SpikeSort3D (https://neuralynx.com/software/spikesort-3d) of een andere software die KlustaKwik27 gebruikt voor het sorteren van Spike. De online detectie software maakt gebruik van de cluster definities van de KlustaKwik-engine. Deze software kan op dezelfde computer worden uitgevoerd of kan worden uitgevoerd op afzonderlijke computers die zich op hetzelfde netwerk bevinden.
- Installeer het NetComDevelopmentPackage (https://github.com/leomol/cheetah-interface/blob/master/NetComDevelopmentPackage_v3.1.0), dat ook kan worden gedownload van https://neuralynx.com/software/netcom-development-package.
- Installeer MATLAB (https://www.mathworks.com/downloads/; code is getest op MATLAB versie R2018a). Zorg ervoor dat MATLAB is ingeschakeld in de Windows Firewall. Normaalgesproken komt er tijdens de eerste verbinding een pop-up tevoorschijn.
- Meld u aan bij een MATLAB-account. Kies de licentie. Kies de versie. Kies het besturingssysteem.
- Download de volgende bibliotheek voor online gebeurtenisactivering van: https://github.com/leomol/cheetah-interface en Extraheer bestanden naar de map ' Documents/MATLAB ' van de computer. Een kopie van de code wordt verstrekt in de begeleidende aanvullende materialen.
3. initiële gegevensverwerving
- Start het verzamelen van gegevens met Cheetah software.
- Neem een paar minuten stekelige gegevens op om sjabloon golfvormen te vullen.
- Stop de gegevensverzameling en voer Spike-sortering uit op de vastgelegde gegevens.
- Open SpikeSort3D, klik op bestand | Menu | Laad het Spike-bestanden selecteer een Spike-bestand uit de map met opgenomen gegevens.
- Klik op het menu cluster en vervolgens auto cluster met behulp van klustakwik, het verlaten van de standaardinstellingen en klik op uitvoeren.
4. experiment met gesloten kringloop
- Hervat het verzamelen van gegevens in cheetah.
- Open MATLAB.
- Open Closedloop. m en klik op uitvoeren. U ook in het opdrachtvenster van MATLAB ClosedLoop () uitvoeren. Zorg ervoor dat ClosedLoop. m zich op het MATLAB-pad bevindt. Als de gebruiker een aangepaste functie wil gebruiken om op elke trigger te bellen, voert u ClosedLoop ('-callback ', customFunction) uit in plaats daarvan, waarbij customFunction een handle is voor die functie.
- Laad de Spike-informatie die is gedefinieerd op de eerste opname door te klikken op laden, bladeren naar de map opnemen en een van de stekelige-gegevensbestanden (. NTT,. NSE) te selecteren.
- Selecteer een of meerdere neuronen die stimulatie zullen activeren door op het selectievakje onder de getekende golfvormen te klikken.
- Definieer het minimum aantal neuronen dat stimulatie zal activeren door een geheel getal te typen in het tekstvak "min Matches" ; en definieer het tijdvenster waarin pieken die overeenkomen met verschillende golfvormen als co-actief worden beschouwd door een getal in het tekstvak "venster" te typen.
- Klik op verzenden om te starten. Dit zal beginnen online triggering van gebeurtenissen (tonen als standaard) op basis van stekelige activiteit van geselecteerde neuronen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Fisher-Brown Noorwegen ratten geboren en getogen op het terrein werden gewend aan het hanteren van twee weken voorafgaand aan het experiment. Een opname station werd operatief geïmplanteerd, vergelijkbaar met de eerder beschreven methoden28,29,30,31,32,33,34. De neuronale signalen werden opgenomen op 32 kHz met een digitaal acquisitie systeem. Neuronale signalen werden eerst versterkt met een eenheid Gain draadloze hoofd-stage, vervolgens versterkt met een winst van 1000, en band passeren gefilterd tussen 600 en 6.000 Hz. neuronale pieken die een handmatig ingestelde amplitude drempel overschrijden (meestal 48-60 μV) werden automatisch opgeslagen en vervolgens gesorteerd in verschillende clusters. Dus, elk cluster komt vermoedelijk overeen met pieken van een andere neuron27. Voor deze demonstratie van het protocol rustte de rat op een bloempot, wat een vertrouwde rustplaats was tijdens pauzes in gedrags experimenten (Figuur 1).
Een representatieve schermafbeelding van de opname computer wordt weergegeven in afbeelding 2. Het toont de gelijktijdige uitvoering van de opname software (links) en het MATLAB-programma, dat Spike-golfvormen weergeeft die in real-time zijn verworven. Dit MATLAB-script is opgenomen in de aanvullende materialen. Wanneer pieken van vooraf gedefinieerde triggering clusters worden gedetecteerd, worden de golfvormen weergegeven met een vette onderbroken lijn in het MATLAB figuur venster (afbeelding 2), en het activeert een Toon, het verstrekken van een gesloten-lus systeem. Deze experimentele Setup met gesloten lus maakt het bijvoorbeeld mogelijk om Neuroplasticiteit te bestuderen, waar men kan testen of het koppelen van neuronale activiteit met een externe stimuli (Toon) de Receptieve velden van die neuronen kan beïnvloeden.
Figuur 1: foto van een rat met het draadloze hoofdpodium (bord met voorversterkers en een blauwe LED) bevestigd aan een geïmplanteerde siliconen sonde. De sonde is geplaatst onder de tandheelkundige acryl (roze materiaal) en is niet zichtbaar. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Afbeelding 2: screenshot van de opname-en closed-loop-software. Leftward-panelen zijn Vensters die deel uitmaken van het Cheetah-opnamesysteem dat wordt gebruikt voor het visualiseren en beheren van de gegevensverzameling. Het venster aan de rechterkant van het scherm toont een MATLAB-sessie waarop de beschreven software wordt uitgevoerd. Het middelste venster toont de golfvorm van een online gedetecteerde piek die overeenkomt met een vooraf gedefinieerde sjabloon. Pieken die deel uitmaken van dat cluster werden gebruikt om geluid in de gepresenteerde video te triggeren. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Afbeelding 3: schematische pijplijn voor de gegevensstroom. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 4: test van de prikkel latentie. (A) histogram van vertragingen tussen de tijd van het genereren van een kunstmatige piek en tijd van geactiveerde signaal. (B) Schematische voorstelling van een microprocessor Board Setup om kunstmatige Spike golfvormen te genereren. De zwarte en oranje verbindingen uitgang een RC-achtige golfvorm (variërend van 0 tot 810 mV) en het is aangesloten op de Head-stage via een "Signal-Mouse" interface die de spanning tot 810 μV vermindert. componenten aangesloten in dezelfde kolom van de breadboard zijn aangesloten (weerstanden: 110 ohm; 220 Ohm; 1000 ohm; condensator: 10 μF). De Arduino was aangesloten op een PC via USB/UART, die Arduino spikes geactiveerd en ontvangen terug signalen van zowel de Arduino circuit en de acquisitie software API. De Arduino werd geïnstrueerd om 1000 spikes te genereren. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Aanvullend bestand 1: MATLAB-scripts. Klik hier om dit bestand te bekijken (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Het protocol dat hier wordt beschreven, laat zien hoe u een standaard neurofysiologisch opnamesysteem gebruikt om een gesloten-loop stimulatie uit te voeren. Dit protocol stelt neurowetenschappers met beperkte expertise in computerwetenschappen in staat om snel een verscheidenheid aan closed-loop experimenten te implementeren met weinig kosten. Dergelijke experimenten zijn vaak nodig om causale interacties in de hersenen te bestuderen.
Na het voorbereiden van een dier en het installeren van de software (stappen 1 & 2) bestaat het closed-loop experiment uit twee afzonderlijke stadia. Eerste, initiële gegevensverzameling (stap 3) om gegevens te verzamelen om sjablonen te definiëren die overeenkomen met de activiteit van enkele neuronen (d.w.z. Spike-sortering; Stap 3,5). Ten tweede, de gesloten-lus stimulatie, waar nieuw opgenomen spikes automatisch worden toegewezen aan vooraf gedefinieerde clusters in real time en trigger stimulatie als pieken vorm gespecificeerde neuronen worden gedetecteerd (stap 4). De gepresenteerde MATLAB scripts (Zie aanvullende materialen) tonen het triggering van verschillende stimuli op basis van de activiteit van een enkel neuron, en op de activiteit van meerdere geselecteerde neuronen. Dit laatste is een bijzonder belangrijke optie, omdat neuronen worden verondersteld om informatie te verwerken als een assembly (bijvoorbeeld, pakketten35,36). Het triggeren van stimuli op basis van neuronale bevolkings patronen kan dus een belangrijk instrument zijn voor het beantwoorden van een breed scala aan onderzoeksvragen. De gegevensstroom tijdens besturing met gesloten lus wordt geïllustreerd in Figuur 3.
In dit protocol demonstratie, een 3 kHz Toon stimuli werd gebruikt. Deze zuivere klank kan worden vervangen door een willekeurige geluidsgolf door de variabele "tone0" te veranderen. Houd er ook rekening mee dat in plaats van een luidspreker veel andere apparaten kunnen worden aangesloten op de audio-uitgang van de computer om een stimulatie te activeren. De audio-uitgang werd bijvoorbeeld gebruikt om een vibratiemotor te rijden om tactiele stimuli van lage frequenties (20 Hz) te leveren22. De MATLAB-code kan ook worden gebruikt om een TTL-signaal te verzenden naar een apparaat dat op een seriële poort van een computer is aangesloten. Dit kan worden bereikt door de opdracht ' Sound () ' te vervangen door de volgende code: obj = Serial (' COM1 '); fopen (obj); Obj. RequestToSend = ' on '. Een Voorbeeldimplementatie van deze methode is beschikbaar in de aanvullende materialen (Zie Pulse. m). Op dezelfde manier kan MATLAB worden gebruikt om signalen naar externe apparaten via een USB-poort te verzenden. De hier gepresenteerde code stelt gebruikers dus in staat om triggers met een gesloten lus op verschillende manieren naar meerdere apparaten te verzenden.
Uit tests bleek dat de tijdsvertraging tussen een neuronale piek en het triggersignaal ongeveer 13 MS is (min 9 MS; max 15 MS). De verdeling van de tijdvertragingen wordt geïllustreerd in figuur 4a. Voor deze latency tests, een Arduino werd gebruikt voor het verzenden van een kunstmatige Spike naar het acquisitie systeem (via de Head-stage). De vertraging werd geregistreerd als de tijd tussen de piek en het triggersignaal van de overname-PC met het MATLAB-script met gesloten loop. De schematische weergave van de Arduino-instellingen voor het genereren van spikes wordt getoond in figuur 4b.
De hier gepresenteerde aanpak is geïmplementeerd in software, en kan dus niet in staat zijn om prikkels te leveren met temporele nauwkeurigheid van systemen met dedicated hardware. Bijvoorbeeld, TDT (Tucker-Davis Technologies) biedt systemen voor Spike geactiveerde stimulatie die prikkels binnen milliseconden kan leveren. Het voordeel van de MATLAB-oplossing die hier wordt gepresenteerd, is echter de lage kosten voor gebruikers die eigenaar zijn van Cheetah-opname hardware, de flexibiliteit bij het definiëren van de activiteitspatronen om prikkels te activeren en de flexibiliteit bij het definiëren van neuronale sjablonen. Bovendien is precisie met één milliseconde niet vereist in veel experimenten, zodat het implementatiegemak van deze aanpak een groot voordeel kan bieden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Auteurs hebben geen belangenconflict met betrekking tot dit werk.
Acknowledgments
Dit werk werd gesteund door NSERC Discovery Grants aan AL en 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).
