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大小鼠脑电肌电(EEG/EMG)在睡眠监测中的应用

作者:上海欣软信息科技有限公司 2021-04-01T13:30 (访问量:6764)

大小鼠脑电肌电(EEG/EMG)在睡眠监测中的应用(上海欣软信息科技有限公司)

睡眠在哺乳动物中的作用的电生理研究已有近一个世纪的历史,但睡眠的功能仍是一个难以捉摸的谜。睡眠状态活动的深入研究取决于对自由活动的动物的脑电图(EEG)和肌电图(EMG)信号的准确确定。脑的EEG记录可提供有关神经元活动的大量信息,但局限性在于这些测量仅报告了总体的神经元放电模式。了解驱动这些大规模神经元事件的潜在生理机制,需要能够准确监控神经化学物质释放和摄取的技术,这样的技术可以针对大脑中的特定结构,以补充电生理临床研究,现已被认为是研究睡眠作用的重要组成部分。

准确确定睡眠状态的主要方法需要同时记录大脑皮质区域的EEG记录和肌肉EMG活性的同时测量。脑电图痕迹反映了植入颅骨的两个独立电极之间的微伏电位差。潜在的大小差异为50200 uV神经元放电引起的膜电位变化的结果活动。脑电信号的频率也反映了神经元的活动。高频(> 12 Hz)脑电图表明活跃,完全不同的神经元激活通常与清醒有关。高放大器波形(> 100uV),低频(<5 Hz)脑电活动,例如在慢波(SW)睡眠期间观察到的现象表示皮层神经元以高度同步的节奏射击。脑电图具有5-8 Hz的频率,其幅度小于100 uV,通常表现为快速眼动(REM)睡眠。肌电图激活通过在肌肉中放置两个独立的电极进行测量,可以反映神经元激活产生的电位与肌肉收缩有关。高振幅肌电图反映活动运动,而强音肌电图信号表明静止或睡眠。

.实验前期准备

小鼠在手术前至少12小时光照12小时黑暗周期(LD 12:12)下饲养。在整个实验中,所有小鼠均保持在LD 12:12,食物和水可自由饮用。

二.手术方法

使用***(100 mg/kg))甲苯噻嗪(10 mg/kg)对小鼠进行麻醉,并通过外科手术植入电极进行EEGEMG记录。将一根带有金属丝的不锈钢螺钉放置在额骨区域(A/P -1.0 mmM/L-1.5毫米)和两根带电线的螺钉置于后脑上方(A/P3.0毫米,M/L±1.5毫米)。使用双Pt-Ir电极监测EMG活性,该电极部分涂有特氟隆,两侧插入颈背区域(颈部)肌肉。所有电极引线均连接至预制的头戴式支架,并用牙科丙烯酸酯密封树脂。

.EEG/GEMG数据收集

提供了一个预放大器单元,牢固地连接到鼠标头枕上第一级放大(100*)和初始高通滤波(对于EEG,一阶0.5 Hz,对于EMG10 Hz)。然后将信号通过系链和低扭矩换向器连接上海欣软信息科技有限公司的脑电肌电采集系统。 放大器调节单元提供了额外的50信号放大,额外的高通滤波和8阶椭圆低通滤波器(50 Hz EEG200 Hz EMG)。然后,以500 Hz采样信号,使用14AAD转换器将其数字化,然后通过USB路由至基于PC的采集和分析软件包。从本质上讲,小鼠是夜行性动物,其昼夜节律使得在“熄灯”期间可以观察到大多数唤醒活动。通常在“开灯”期间观察到睡眠,尤其是REM睡眠。在“熄灯”期开始后连续收集了EEGEMG信号。实验的前12小时(“熄灯”)专门用于传感器磨合和建立稳定的生物传感器信号。在接下来的12小时内(“点亮”),对应于SWREM睡眠量最多的时期,收集了EEGEMG数据进行分析。

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