神经回路的光遗传学作用于小鼠睡眠到清醒的转变

头骨暴露的麻醉小鼠固定在立体定位框架中。

大脑的终纹床核 （BNST） 包含表达光敏阳离子通道的病毒转导神经元。

在头骨上钻孔，插入光纤，并用支撑螺钉和牙科水泥固定。

钻额外的孔以定位包含脑电图 （EEG） 和肌电图 （EMG） 电极的组件，并用粘合剂将其固定。

暴露颈部肌肉以插入肌电图电极线，然后恢复。

鼠标连接到记录系统，将其放入实验室中，让它进入睡眠状态。

通过光纤传递光以激活光敏阳离子通道，触发阳离子流入，从而产生动作电位。

这些信号传播到睡眠调节区域并促进清醒。

记录脑电图信号以监测大脑活动，记录肌电图信号以检测肌肉活动以观察睡眠到清醒的转变。

对于脑电图或脑电图和肌电图或肌电图或 EMG，电极植入，首先焊接两根不锈钢丝，从两端剥去一毫米的绝缘层到 EMG 电极，然后将电极的中心放在前脑勺上。然后标记每个脑电图电极的位置。

要确定光纤植入物的位置，请将光纤套圈连接到机械手上，并将机械臂相对于水平线旋转至正负 30 度角。将纤维尖端放在前裂纹上并记录坐标。将尖端移动到目标插入线，并在头骨上标记位置和插入部位旁边的地脚螺钉的位置。

使用牙钻在每个部位钻头骨，然后使用机械手轻轻插入光纤，直到它到达 BNST 上方。套圈应靠在剩余的颅骨上。用地脚螺钉将纤维固定到头骨上，注意不要破坏硬脑膜或损坏任何组织。

然后用光固化牙科水泥覆盖纤维和螺钉。接下来，为脑电图/肌电图电极钻孔，并将第一个电极的尖端插入一个孔中。用一只手握住植入物，将氰基丙烯酸酯粘合剂涂在颅骨和电极之间的空间上，然后将电极插入其余部分，注意不要损坏任何组织。

完所有电极后，用额外的氰基丙烯酸酯粘合剂和氰基丙烯酸酯促进剂覆盖电极和光纤的圆周，以避免在套圈到光缆和电极到引线的连接区域造成任何中断。现在暴露颈部肌肉，并将肌电图电极的电线插入肌肉下方。调整肌电图电极的长度，使其刚好适合颈部肌肉下方，并用更多的氰基丙烯酸酯粘合剂和促进剂填充植入物。

然后将鼠标放在带有监控的加热垫上，直到完全补偿。对于目标神经元光激发期间的脑电图/肌电图监测，首先使用标量调整激光强度，并使用套圈将激光电缆的尖端拴在未使用的光纤上。确认光纤和电缆之间的连接处没有空间。

20分钟后，将预热的激光发射到强度检查器，并将强度调整为每平方毫米10毫瓦。将光脉冲持续时间设置为 10 毫秒，将休息时间设置为 40 毫秒，将周期设置为 20，将重复设置为 20。将激光模式更改为晶体管逻辑，并确认光脉冲从模式调节器控制的光纤发射

连接植入的电极和电缆适配器，然后用不透光材料覆盖连接处，以防止激光泄漏。当激光准备就绪时，将小鼠移动到实验室进行脑电图/肌电图记录。为了评估非快速眼动或快速眼动睡眠的觉醒潜伏期，限制记录时间和优化位点增益时间，并让小鼠在实验室内自由移动至少一小时。

实验期间，在同一记录屏幕中监测脑电图和肌电图信号。使用每个波的增益控制将小鼠的状态评估为清醒、非快速眼动睡眠或快速眼动睡眠，以便于区分每种状态。为了测量非快速眼动睡眠到清醒潜伏期，观察稳定的非快速眼动睡眠40秒，然后打开图案发生器进行光刺激，确认激光发射到植入的光纤。

然后记录脑电图/肌电图信号，直到睡眠状态变为清醒状态。