قياس ديناميات تحت البطء من الطاقة الطيفية ومعدل ضربات القلب في الفئران النائمة

الهدف العام من هذا الإجراء هو وصف كيفية تنسيق الأنشطة العصبية والقلبية أثناء نوم الفئران غير حركة العين السريعة. من خلال مراقبة وتحليل الإشارات الكهربية للدماغ وتخطيط كهربية العضل وتخطيط كهربية القلب. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال النوم.

مثل كيف يوفق النوم بين حاجتين أساسيتين ومحفوظتين تطوريا. والتي يجب أن تكون مستمرة وهشة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها تستخدم تخطيط النوم القياسي لتسجيل نوم غير حركة العين السريعة بطريقة جديدة تعتمد على الاستجابات السلوكية المتغيرة للمنبهات الخارجية.

خطرت لنا فكرة هذه الطريقة لأول مرة عندما لاحظنا أن الفئران النائمة أظهرت استجابات متغيرة للضوضاء مثل الاستيقاظ والنوم. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأنها تجمع بين المهارة الجراحية ، والحد الأدنى من التجارب ، والتحليل المتقدم. يعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية لأن العديد من الخطوات الأساسية جديدة في هذا المجال.

خاصة فيما يتعلق بالتصميم السلوكي وتحليل البيانات. تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية نحو تشخيص اضطرابات النوم لدى البشر. لأنه يحدد لحظات النوم الهشة للغاية.

لبدء الإجراء ، استعد لتخطيط كهربية الدماغ باستخدام قطع من الأسلاك الذهبية بطول 0.5 سم ، كل منها ملحوم فوق برغي فولاذي مطلي بالذهب. ثم نظفها في 70٪ من الإيثانول. بعد ذلك ، قم بإعداد قطبين كهربائيين لتخطيط كهربية القلب بأسلاك ذهبية بطول ثلاثة إلى أربعة سنتيمترات.

ثني الأسلاك بزاوية 90 درجة سنتيمتر واحد من أحد طرفيه وقم بإعداد ملف في الطرف الآخر. بين الطرفين ، قم بثني السلك لإنشاء انحناء صغير يتوافق مع المظهر الجانبي لسطح العظم بين المخيخ واللامدا. بعد ذلك ، قم بإعداد موصل رأس من أنثى إلى ذكر من ستة قنوات من خلال تغطية موصل كل من المسامير الأنثوية والذكورية في القاعدة بشريط لاصق.

ثم أضف إلى المسامير الموجودة في الزوايا بعض القصدير لتسهيل عملية اللحام. في هذه الخطوة ، ضع مخدرا على الجهاز التجسيمي عن طريق وضع الفم. سيؤدي هذا إلى إصلاح رأس الماوس.

ثم قم بإصلاح الرأس عن طريق وضع قضبان الأذن في الجمجمة بنهاياتها العكسية الحادة. بعد ذلك ، ارفع الجلد في وسط الجمجمة وقم بقص الجزء المرفوع من الجلد برفق على طول الخط الأوسط من أعلى الرقبة إلى مستوى العينين. ثم قم بإزالة فروة الرأس.

تأكد من أن النافذة كبيرة بما يكفي لرؤية شقوق الجمجمة والبريجما بوضوح. ثبت الجلد على كلا الجانبين باستخدام سيرافين البلدغ لضمان الوصول إلى العظام. بعد ذلك ، قم بإزالة الأنسجة الملتحمة بعناية بمشرط.

نظف المنطقة بمطهر يحتوي على اليود وجفف الجمجمة بمسحة مطهرة. ثم باستخدام شفرة مشرط حادة ، خدش الجمجمة للحصول على سطح عظمي نظيف وغير لامع. باستخدام طرف المشرط فقط ، قم بخدش شبكة مثل شبكة البساتين بمسافة من ملليمتر إلى ملليمتر بين الأخاديد.

بعد ذلك ، قم بإجراء أربع عمليات استئصال في الجمجمة في مواقع محددة باستخدام مثقاب دقيق. أثناء الحفر ، قم بتفجير غبار العظام باستخدام ماصة باستور وتنظيف أي نزيف باستخدام مسحات مطهرة. في حالة حدوث نزيف ، تأكد من إيقافه تماما قبل استئناف العملية.

استخدم إسفنجة مرقئ لتسريع الإرقاء. ثبت المسمار في مشبك مرقئ. في نصف الكرة الأيسر ، قم بربط اثنين من المسمارين المطلية بالذهب من خلال بضع القحف.

أمسك المشبك عموديا فوق حج القحف وقم بتدوير المسمار مع عدم الانحراف عن الوضع الرأسي. افتح المشبك المرقئ برفق لتحرير المسمار. في نصف الكرة الأيمن ، قم بربط الأقطاب الكهربائية المعدة مسبقا من خلال بضع القحف.

أضف قطرة من الغراء على الجزء الأوسط من الجمجمة لضمان التصاق محكم لمخطط كهربية القلب الأيسر. ارفع حدود الجلد بعناية من عضلات الرقبة باستخدام ملقط وأدخل أسلاك مخطط كهربية العضل مع الأطراف الملفوفة في العضلات. للكشف عن إشارات مخطط كهربية القلب أثناء النوم ، تأكد من إدخال سلك مخطط كهربية العضل في العضلات على عمق حوالي 0.8 إلى سنتيمتر واحد.

ضع مخطط كهربية العضل الأيسر بجوار برغي التثبيت الخلفي الأيسر. كرر الإجراء لإدخال مخطط كهربية العضل الأيمن. ضع مخطط كهربية العضل الأيمن بجوار برغي التثبيت الأيسر الأمامي.

تأكد من وضع نهايات الحلقة على أبعد مدى ممكن من بعضها البعض. من المهم إدخال أسلاك مخطط كهربية العضل بعمق كاف في العضلات حتى يتم اكتشاف معدل ضربات القلب بشكل موثوق. باستخدام ملعقة ، قم بتطبيق غراء الإيبوكسي المكونين على الجمجمة بين البراغي وحولها.

اتركه يجف في الضوء ولكن احم عيون من الإضاءة الزائدة. حاول وضع دبابيس الموصل في أقرب وقت ممكن لتقليل ارتفاع الغرسة باستخدام مصباح تمساح صغير. لحام المسامير الأربعة في زاوية الموصل إلى الأسلاك الأربعة.

قلل من وقت ملامسة طرف اللحام لأن هذا يسخن البراغي بسرعة. بعد ذلك ، املأ الفراغ بين الغراء والموصل بأسمنت الأسنان وقم بتغطية الأجزاء الملحومة. قم بإنشاء سطح أملس وتجنب الحواف الحادة التي يمكن أن تؤذي.

بالإضافة إلى ذلك ، تجنب لمس الجلد لأن ذلك يؤدي إلى الحكة. الآن قم بإزالة سيرافين البلدغ. تطهير الجرح بمطهر اليود.

إذا لزم الأمر ، أغلق الجرح بنقاط خياطة أمام وخلف الموصل. بعد ذلك ، راقب كل يوم لمدة أسبوع وابحث عن فقدان الوزن ، وانخفاض النشاط أو عدم الطبيعية ، وعلامات العدوى. بعد خمسة إلى ستة أيام من الجراحة ، قم بتوصيل كابل التسجيل بموصل الرأس على ، واتركه في قفص منزله.

انتظر أربعة إلى خمسة أيام إضافية قبل بدء التسجيل حتى يعتاد على الحالة وينام بشكل طبيعي. باستخدام برنامج تخطيط النوم التجاري ، قم بتسجيل بيانات EEG و EMG-ECG على مدار 48 ساعة باستخدام الإعدادات النموذجية مثل 2000 x كسب ، ومعدل أخذ عينات 2000 هرتز عند الاستحواذ ، وأخذ عينات إلى 200 هرتز بعد الاستحواذ. قم بتطبيق مرشح تمرير عالي 0.7 هرتز لجميع آثار مخطط كهربية الدماغ ومرشح تمرير عالي 10 هرتز لجميع آثار مخطط كهربية العضل - مخطط كهربية

في هذا العرض التوضيحي ، كان الفأر نائما لأكثر من 40 ثانية. فيما يلي التردد المنخفض المميز ، وإشارات السعة العالية في مخطط كهربية الدماغ وتوتر العضلات المنخفض في آثار مخطط كهربية العضل. من المهم أن ينام الماوس بثبات لمدة 40 ثانية على الأقل قبل تشغيل الضوضاء لضمان خط أساسي طويل لتحليل النوم ، قبل الاستيقاظ أو النوم.

الآن سيتم توصيل حافز صوتي ، هنا ضوضاء بيضاء. في هذه الحالة ، يستيقظ الماوس في غضون 10 ثوان. لاحظ أن مخطط كهربية الدماغ لا يتزامن عند استيقاظ الماوس.

في حالة أخرى ، لا يستيقظ الماوس ، على الرغم من توصيل الضوضاء لأكثر من 20 ثانية. لاحظ أن مخطط كهربية الدماغ لا يتم إلغاء التزامنه. تظهر هنا الآثار الأولية لمخطط كهربية الدماغ باللون الأسود وإشارات مخطط كهربية العضل المقابلة باللون الرمادي ، لمدة 40 ثانية قبل ظهور الضوضاء وأثناء 20 ثانية من الضوضاء.

هذا هو النوم من خلال الحدث. وهذا مثال على حدث الاستيقاظ. يتم عرض البيانات التي تم تحليلها المقابلة لديناميكيات طاقة سيجما في نافذة 40 ثانية قبل ظهور الضوضاء هنا للنوم والاستيقاظ.

النتيجة الرئيسية لهذا التحليل هي أن قوة سيجما في أدنى مستوياتها قبل ظهور الضوضاء للنوم من خلال الحدث وفي ذروتها لحدث الاستيقاظ. على عكس الاستيقاظ والنوم من خلال الأحداث المعروضة من قبل ، فقد تخلصنا من الأحداث مع الانتقال المبكر إلى نوم حركة العين السريعة. كما تجاهلنا الأحداث مع الاستيقاظ المبكر قبل ظهور الضوضاء.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم التأكد من أن إشارة مخطط كهربية العضل تكتشف معدل ضربات القلب طوال فترة نوم حركة العين السريعة غير السريعة. علاوة على ذلك ، تذكر أن إجراء التحليل يحتاج إلى فهم وتنفيذ في برنامج نصي لاستخراج التذبذب البطيء بالأشعة تحت الحمراء. بعد هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى ، مثل التسجيلات الفيزيولوجية الكهربية المحلية ، أو طرق التصوير لمتابعة أنماط النشاط في مناطق الدماغ المحددة.

بعد إعادة التطوير ، تمهد هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال النوم البشري لاستكشاف كيفية تنظيم الأنشطة العصبية والقلبية في مراحل النوم المختلفة لدى الأشخاص الذين ينامون بصحة جيدة وفي مرضى اضطرابات النوم. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تسجيل وتحليل نوم حركة العين السريعة بأثر رجعي بناء على التفاعل السلوكي للفأر النائم مع المنبه الصوتي.