Беспроводной мониторинг сна у мелких животных

Беспроводной мониторинг сна у мелких животныхЭто важная технология в нейронаучных исследованиях, которая помогает исследователям точно анализировать циклы сна и пробуждения в условиях, близких к естественному физиологическому состоянию животных.

С помощью хирургического имплантации электродов в череп животного записывают электроды коры головного мозга (EEG), а мышцы шеи имплантируют электроды для записи миоэлектричества (EMG), передавая сигналы через беспроводные передатчики.

Точность данных: EEG / EMG рассматривается как « золотой стандарт» для рассрочки сна, который точно различает пробуждение (W), не быстрый глазной сон (NREM) и быстрый глазной сон (REM).

Свободная деятельность: животные без проволочной запутывания беспокоят, могут свободно двигаться, в большей степени в соответствии с физиологическим состоянием.

Требуется операция waike: существует инвазивная имплантация, существует хирургический риск и период послеоперационного восстановления, высокие технические требования.

Более высокая стоимость оборудования: ограниченная продолжительность работы беспроводных имплантированных суббатарей (около 1 месяца) и высокая стоимость долгосрочного мониторинга. Углубленные исследования механизмов сна, оценка эффективности лекарств (например, снотворное Zhenjingcui), эпилепсия и другие модели заболеваний.

Благодаря высокочувствительному пьезоэлектрическому датчику под клеткой WU Invanced пьезоэлектрический мониторинг обнаруживает небольшие изменения давления, вызванные деятельностью животных, дыханием и сердцебиением, которые косвенно выводят состояние сна - пробуждения.

wan Qualwu Creation: без какой - либо операции, значительно снижает стресс и страдания животных, в соответствии с этикой благосостояния животных.

Высокая производительность: может одновременно контролировать большое количество животных (система может поддерживать до 80 особей) и подходит для крупномасштабных скрининговых исследований.

Операционная простота: простое развертывание позволяет осуществлять долгосрочный или даже пожизненный мониторинг.

Косвенный вывод, немного менее точный: сон, основанный на движении и поведении, не может отличить NREM от REM сна с такой точностью, как EEG, чувствительность около 91 - 92%.

Ограниченное измерение данных: детали формы мозговых волн (например, мощность дельта - волн) не могут быть получены для глубокого спектрального анализа.

Масштабный генетический скрининг, фенотипический анализ, предварительное скрининг лекарств, долгосрочное наблюдение за ритмами сна.

Ключевые этапы эксперимента

При использовании встроенной программы беспроводного мониторинга основой для получения надежных данных являются строгие экспериментальные операции, основные процессы которых заключаются в следующем:

Подготовка животных и хирургия: крысы с СД или C57BL / 6 обычно выбираются из - за сходства структуры сна с людьми. Операция должна проводиться под руководством стереолокатора. Ключевым моментом является винт, имплантированный в качестве электрода EEG через отверстие Lu костей, чтобы проникнуть в Lu кость и не повредить дуральную оболочку мозга; Провод для записи миоэлектричества имплантируется в боковую мышцу шеи. В конце концов все устройство было закреплено на черепе зубным цементом.

Сбор и проверка сигналов: послеоперационные животные должны восстанавливаться около недели. Перед официальной регистрацией необходимо подключить систему для отладки сигнала. Нормальный диапазон ЭЭГ коры крыс составляет около 0 - 30 Гц, а амплитуда при бодрствовании обычно составляет менее 100 мкВ. Если сигнал является ненормальным (например, амплитуда ЭЭГ намного превышает нормальный диапазон или миоэлектрический сигнал не изменяется), необходимо проверить, является ли электрод слишком рыхлым, сломанным или находится в неправильном положении.

Лишение сна в сочетании с мониторингом: для изучения функции сна или построения моделей часто необходимо сочетать лишение сна. Например, можно использовать медленно вращающиеся вращающиеся трансформаторные устройства, которые запускают умеренные стимулы, мешающие сну животного, когда обнаруживаются признаки сна в электромозге. Беспроводная система мониторинга может синхронизировать изменения в структуре сна до и после лишения.

Анализ и интерпретация данных

Полученные первичные сигналы должны обрабатываться и анализироваться профессиональным программным обеспечением для преобразования в значимые параметры сна. Стандарт рассрочки сна: как правило, 10 или 20 секунд в течение одного периода.

Период пробуждения: EEG характеризуется низкой амплитудой и высокой частотой быстрых волн, в то время как активность EMG активна.

Непредсказочный период сна при движении глаз: EEG показывает высокие амплитуды, низкие частоты медленных волн (дельта - волны, 0,5 - 4 Гц), активность EMG значительно снижается.

Период быстрого сна при движении глаз: ЭЭГ проявляется низкой амплитудой, смешанными частотными волнами (тета - волнами, характерными для 6 - 9 Гц), активность ЭМГ практически исчезает (за исключением случайных мышечных качаний).

Основные аналитические показатели и программное обеспечениеА.

Макроструктура: Статистическое пробуждение, NREM сон, REM сон, соответствующая доля времени, процент и количество переходов между состояниями и т. Д. Для оценки количества и стабильности сна.

Анализ мощности волн Delta: мощность дельта - волн (0,5 - 4 Гц) во время сна NREM является ключевым показателем глубины сна и давления сна (известный как Delta Power). После лишения сна мощность дельта - волн обычно значительно увеличивается, отражая углубление « сонливости».

Резюме и выбор рекомендаций

Выбор того, какую технологию выбрать, зависит от ваших конкретных целей исследования и ресурсов.

Если основная проблема, которую вы изучаете, требует точного разделения фаз времени сна (особенно NREM и REM - фаз) или углубленного анализа спектра ЭЭГ (например, анализ мощности Delta), инвазивный беспроводной мониторинг EEG / EMG является альтернативным « золотым стандартом» WU, хотя он требует дополнительных технических усилий и затрат.

Если вам нужно провести крупномасштабный и длительный скрининг фенотипа сна (например, генетический скрининг, первичное скрининг лекарств) или сосредоточиться на благополучии животных, надеясь, что Zui ограничит вмешательство, то WU Creative пьезоэлектрический мониторинг предлагает более эффективные и гуманные альтернативы, но с учетом присущих ему ограничений точности сна.