Este sistema de gravação neurofisiológica padrão pode ser usado para realizar uma estimulação em loop fechado que é útil para estudar interações causais no cérebro. Este protocolo permite que neurocientistas com apenas conhecimento limitado em ciência da computação implementem rapidamente uma variedade de experimentos em loop fechado com pouco custo. Experimentos em loop fechado têm sido cada vez mais importantes para a ciência básica e a pesquisa.
Por exemplo, vários estudos de epilepsia mostraram que o gatilho de estimulação de neurônios no início da convulsão é uma abordagem eficaz para reduzir a gravidade das convulsões. Para facilitar a adoção de experimentos em loop fechado em pesquisas de neurociência, este protocolo fornece código MATLAB para converter um sistema de gravação eletrofisiológica de loop aberto em um sistema de loop fechado. Esta implementação de estimulação em loop fechado é demonstrada em um rato acordado.
Para instalar o Sistema de Aquisição de Dados Cheetah 6.4, abra a página web para o software que inclui bibliotecas para interagir com o sistema de aquisições cheetah e instalar o SpikeSort-3D. Instale o Pacote de Desenvolvimento NetCom. Faça login em uma conta MATLAB para selecionar a licença, versão e sistema operacional corretos.
Em seguida, baixe a biblioteca para o acionamento de eventos on-line conforme indicado e extraia os arquivos para a pasta MATLAB de documentos. Para aquisição de dados, abra o software Cheetah e regisse dados para preencher as formas de onda do modelo. Após alguns minutos, pare a aquisição de dados e realize um SpikeSort nos dados registrados.
Em seguida, abra SpikeSort3-D e clique no menu de arquivos e carregue o arquivo spike para selecionar um arquivo de pico da pasta com os dados registrados. Em seguida, clique no menu cluster, autoaglomere usando KlustaKwik e execute. Para realizar um experimento em loop fechado, retome a aquisição de dados em Cheetah e abra o MATLAB.
Abra o ClosedLoop. M e clique em executar. Alternativamente, execute o loop fechado na janela de comando.
Navegue até a pasta de gravação e selecione um dos arquivos de dados de espiando para carregar as informações de pico definidas na gravação inicial. Clique nas caixas de seleção apropriadas sob as formas de onda plotadas para selecionar um ou vários neurônios que desencadearão a estimulação. Defina o número mínimo de neurônios que desencadearão a estimulação entrando em um inteiro na caixa de texto min e defina a janela de tempo em que os picos correspondentes às diferentes formas de onda são considerados coativos digitando um número na caixa de texto da janela.
Em seguida, clique em enviar para iniciar o acionamento on-line de eventos com base na atividade de espiar dos neurônios selecionados. Neste experimento representativo, o rato estava descansado em um vaso de flores que era um lugar de descanso familiar durante as pausas nos experimentos comportamentais. Aqui, um funcionamento simultâneo representativo do software de gravação e do programa MATLAB que exibe formas de onda de pico adquiridas em tempo real pode ser observado.
Quando os picos de clusters de acionamento predefinidos são detectados, as formas de onda são exibidas com uma linha de traço ousada na janela da figura MATLAB acionando um tom e fornecendo um sistema de loop fechado. Nesta figura, um histograma representativo ilustrando os atrasos entre o tempo de geração de um pico artificial e o tempo de indução de um sinal acionado é mostrado. Depois de preparar um animal e instalar o software, o experimento de loop fechado consiste em dois estágios principais, a aquisição inicial de dados e a estimulação em loop fechado durante a qual os picos desencadeiam estímulos externos.
Este protocolo também permite o tratamento de um estímulo baseado na atividade de múltiplos neurônios, o que é importante para abordar questões sobre o processamento de informações no cérebro. As vantagens desta solução MATLAB são seu baixo custo e flexibilidade na definição dos padrões de atividade para desencadear estímulos que podem ajudar na investigação de uma variedade de questões neurocientíficas.
