يناير 25, 2016
يعد تسجيل مخطط كهربية الدماغ (EEG) ومخطط كهربية العضل (EMG) في الفئران التي تتصرف بحرية خطوة حاسمة لربط السلوك وعلم وظائف الأعضاء بالنوم واليقظة. يوفر البروتوكول التجريبي الموصوف هنا نظاما قائما على الكابلات للحصول على تسجيلات مخطط كهربية الدماغ ومخطط كهربية العضل في الفئران.
العام من إجراء تسجيل جهاز القياس متعدد الكلي هذا هو تحديد حالة اليقظة للفئران وقياس الوقت الذي تقضيه في اليقظة أو نوم حركة العين السريعة أو نوم حركة العين غير السريعة. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في كل مجال من مجالات علم الأعصاب تقريبا التي تسعى إلى ربط السلوك وعلم وظائف الأعضاء بنشاط الخلايا العصبية القشرية في تصرف. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها يمكن أن تسجل الكثير من العقد ومخطط كهربية الدماغ ومخطط كهربية العضل ويمكن دمجها مع غرسات الدماغ الأخرى مثل الألياف البصرية وقنيات التسريب.
يعدالعرض المرئي لهذه الطريقة مهما للغاية لأن زرع القطب الكهربائي يحتاج إلى إجراء بشكل صحيح وجودة القطب الكهربائي أمر بالغ الأهمية للحكم على الحالات الفيزيائية. سيوضح الإجراء يوكو تاكاتا ، باحث ما بعد الدكتوراه من مختبري. قبل البدء ، قم بتعقيم جميع الأدوات الجراحية في معقم الخرز الساخن.
بمجرد التأكد من أن الفأر مخدر عن طريق قرصة إصبع القدم ، احلق شعر الرأس والرقبة. بعد ذلك ، قم بتأمين المنزل على الإطار التجسيمي وقم بتثبيت الرأس بين قضيبي الأذن. ثم ضع مرهم العيون على العينين لمنع الجفاف.
استمر في تنظيف البشرة المحلوقة بمقشرات كحولية ويد. بعد ذلك ، قم بقص خط الوسط بمشرط لكشف الجمجمة وتثبيت الجلد على الجانب باستخدام مشابك لإبقاء منطقة الجراحة مفتوحة. باستخدام قاطع كربيد مع مثقاب 0.8 ملم ، قم بعمل فتحتين.
ضع ثقبا واحدا على المنطقة القشرية الأمامية. ضع الثقب الثاني فوق المنطقة الجدارية في نصف الكرة الأيمن. بعد ذلك ، باستخدام مفك براغي صائغ ، قم بربط مسامير تسجيل EEG المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ في الثقوب.
أدخل البراغي بدورتين إلى دورتين ونصف فقط للحصول على وضع فوق الجافية فوق القشرة. يجب ألا تهتز البراغي بمجرد إدخالها. هذا مهم جدا.
الآن ، قم بإصلاح مجموعة القطب الكهربائي مع المسامير لأعلى إلى الجمجمة. يجب توصيل الأقطاب الكهربائية مباشرة. استخدم قطعة قطن للمساعدة في تأمين موضع القطب الكهربائي ولصق القطب لأسفل باستخدام سيانواكريليت متبوعا بالأسمنت الأسنان.
بعد ذلك ، قم بعمل ثقوب صغيرة في شبه المنحرف وأدخل قطب مخطط كهربية العضل في تلك الثقوب. ثم قم بخياطة الجلد بخيط حريري قطره 0.1 ملم. الآن ، قم بإزالة الماوس من الإطار التجسيمي وضعه على وسادة حرارية.
أعط الفأر حقن داخل الصفاق من الأمبيسلين والميلوكسيكام وراقب الفأر حتى يستعيد الرق القصي. ثم ، ضع الفأر بمفرده. بعد أسبوع واحد من زرع الأقطاب الكهربائية ، انقل الماوس إلى قفص تجريبي في غرفة تسجيل عازلة للصوت.
قم بتثبيت مجموعة قطب EEG / EMG على الماوس بكابل تسجيل متصل بحلقة انزلاقية. قم بتوصيل كابل محول AD بمكبر لمرشح إشارة EEG / EMG متصل بحلقة الانزلاق. استخدم محول AD لتحويل الإشارة إلى إشارة رقمية 128 هرتز ، وأخيرا ، قم بتسجيل الإشارة إلى جهاز كمبيوتر.
اعتاد على الماوس لمدة يومين إلى ثلاثة أيام في غرفة التسجيل. إذا كان تسجيل مخطط كهربية الدماغ / مخطط كهربية العضل يتضمن إدارات الأدوية ، فتعامل مع الفأر برفق كل يوم حيث تم إعطاء إعطاء الدواء. بعد ذلك ، ابدأ تشغيل برنامج تسجيل مخطط كهربية الدماغ / مخطط كهربية العضل.
للبدء ، انقر فوق علامة التبويب معلومات ملف البيانات وانقر فوق المربع بجوار اسم الملف. أدخل اسم ملف وانقر فوق حفظ. بعد ذلك، من علامة التبويب شرط التسجيل، حدد جميع قنوات EEG/EMG التي تحتاج إلى تسجيل.
حدد أيضا تكرار أخذ العينات ضمن علامة التبويب هذه. الآن ، في علامة التبويب معلومات القناة ، تحقق مما إذا كانت القنوات المحددة معروضة بشكل صحيح. بمجرد التأكيد، ابدأ السجل عن طريق تحديد علامة التبويب إعداد المؤقت أولا.
ثم انقر فوق الشاشة لعرض مخطط كهربية الدماغ ومخطط كهربية العضل. إذا تم عرض الإشارات بشكل صحيح، فقم بتعيين وقت الساعة لبداية التسجيل ونهايته في منطقة المؤقت الرئيسي. ثم انقر فوق الشاشة زر لبدء التسجيل.
الآن ، سجل الإشارات في ظل الظروف الأساسية وظروف العلاج المختلفة على مدار عدة أيام. عند الانتهاء من التجربة ، قتل الفأر باستخدام البنتوباربيتال. ابدأ تشغيل برنامج تحليل مخطط كهربية الدماغ / مخطط كهربية العضل.
افتح البيانات الأولية لمخطط كهربية الدماغ / مخطط كهربية العضل ، وهي ملف KCD. انقر فوق علامة التبويب "السكون" واضبط وقت العصر على 10 ثوان. بعد ذلك ، حدد الفحص المتعدد لتسجيل جميع الحصور العشر الثانية تلقائيا إلى ثلاث مراحل على أساس اتساع مخطط كهربية الدماغ ومخطط كهربية العضل وبناء على التحليل الطيفي للقدرة لمخطط كهربية الدماغ.
بعد ذلك ، انقر فوق شرط FFT لعلامة التبويب EEG. هناك ، قم بتعيين معلمات التحليل الطيفي للقدرة. استخدم 256 نقطة مرجعية تتوافق مع كل ثانيتين من مخطط كهربية الدماغ ، واستخدم وظيفة نافذة الهامينغ ، واستخدم ما معدله خمسة أطياف لكل حقبة.
ثم انقر فوق موافق.الآن ، انقر فوق بدء الفحص لبدء الفحص التلقائي. بعد ذلك ، افتح البيانات المخزنة ، والتي يتم حفظها بتنسيق ملف RAF وتحقق من نتائج الفحص التلقائي. حسب الحاجة ، قم بتصحيح النتائج إذا كانت لا تفي بالمعايير القياسية.
لإجراء تصحيح، انقر مع الاستمرار فوق زر الماوس الأيسر في حقبة تم تسجيلها بشكل غير صحيح واسحب المؤشر عبر سلسلة الفترات التي تم تسجيلها بشكل غير صحيح. حرر زر الماوس الأيسر وحدد الحالة السلوكية الصحيحة في النافذة المنبثقة. في ظل الظروف الأساسية ، أظهرت الفئران إيقاعا واضحا للنوم والاستيقاظ يتوافق مع طبيعتها الليلية.
خلال فترة الضوء التي استمرت 12 ساعة ، بلغ متوسط الفئران 6.7 ساعة من نوم حركة العين غير السريعة و 0.9 ساعة من نوم حركة العين السريعة. في حين أنه خلال فترة الظلام التي استمرت 12 ساعة ، كان اليقظة هو السائد. كما تم تسجيل قياسات أخرى.
وشملت هذه توزيع حقبة النوم ومتوسط مدتها وتحولات المرحلة لكل حالة يقظة. تظهر أطياف طاقة EEG ل NREM و REM كثافة طاقة EEG قوية في نطاق التردد من 0.5 إلى أربعة هرتز لنوم NREM مقارنة بكثافة الطاقة من ستة إلى 10 هرتز لنوم حركة العين السريعة. لتقييم تأثير الكافيين على النوم ، تم علاج C57 Black 6 فئران بسيارة في يوم واحد وبالكافيين في اليوم التالي.
تم إعطاء الحقن داخل الصفاق من الكافيين في وقت مبكر من دورة الضوء. كما هو متوقع ، كشف التسجيل أن الكافيين يزيد من مقدار اليقظة لدى الفئران. حدثت زيادة في اليقظة بمقدار ثلاثة أضعاف لمدة ثلاث ساعات بعد الحقن.
بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء عملية زرع القطب الكهربائي في أقل من 20 دقيقة. يمكن تسجيل بيانات مخطط كهربية الدماغ وتصحيحها لمدة 24 ساعة في حوالي 30 دقيقة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إعداد تسجيل مخطط كهربية الدماغ ومخطط كهربية العضل في الفئران وكيفية تقييم ما إذا كان مستيقظا أو نائما وكم متى.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
تُفصّل هذه المقالة إجراء التسجيل المتعدد الرسوم (polygraphic recording) لتقييم حالة اليقظة لدى الفئران ذات السلوك الحر من خلال قياسات تخطيط كهربائية الدماغ (EEG) وتخطيط كهربائية العضلات (EMG). تتيح هذه الطريقة للباحثين ربط السلوك والفيزيولوجيا بحالات النوم، مما يوفر رؤى حول نشاط العصبونات القشرية.
يعد التقييم الدقيق لحالات النوم والاستيقاظ في النماذج قبل السريرية أمراً ضرورياً للحد من المخاطر المرتبطة بالمرشحات الدوائية التي تستهدف الجهاز العصبي المركزي، وذلك من خلال ربط الأنماط الظاهرية السلوكية بالنشاط العصبي الكامن. تتيح طريقة التسجيل متعدد القياسات هذه مراقبة كمية وطولية لحالات اليقظة في الفئران التي تتحرك بحرية، مما يدعم التحقق الآلي من المركبات التي تعدل النوم. وتوفر هذه التقنية استمرارية ترجمية من مرحلة التفاعل مع الهدف إلى المخرج الوظيفي، مما يوجه قرارات المتابعة أو التوقف في مسارات الاكتشاف المبكرة.
تتكامل هذه الطريقة ضمن سلسلة عمليات الاكتشاف، بدءاً من اختبار الفرضيات وصولاً إلى تحسين المركبات الرائدة، مما يوفر قراءات فسيولوجية تربط بين التدخل الجزيئي والمخرجات السلوكية في تطوير الأدوية النفسية والعصبية.