Name: マウスで睡眠を測定するためのポリグラフ記録手順 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-25T19:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: 学ぶマウスのポリグラフ記録手順。EEGとEMGを用いて自由に行動するマウスの覚醒状態を測定し、睡眠と覚醒の時間を評価します。この方法は神経科学における行動と生理の関連性を解明する上で重要です。

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この原稿の編集上の助けをくださったラリー・D・フライ博士に感謝します。本研究は、日本学術振興会科学研究費助成事業 24300129年度(M.L.さん)、25890005(Y.O.さん)、26640025(Y.T.さん)、国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構(Y.U.さん)、文部科学省 世界トップレベル研究拠点プログラム(WPI)(Y.O.さん) Y.T.、Y.U.、M.L.)ネスレ栄養評議会、日本(MLへ)。

倫理声明：動物を対象とする手順は筑波大学施設内動物実験委員会によって承認されています。 EEG / EMG記録のために電極とケーブルの作製<ol><li>以下の手順に従って、EEG / EMGの記録電極を準備します。 注記：電極は、使い捨てであり、1動物のためにのみ使用することができます。慎重に、すべてのコネクタの配線構成を計画します。正しい方向用のコネクタ上のマークを配置します。 <ol><li> 2センチのステンレス鋼線に4ピン・ヘッダの各端子を半田付けします。簡単に言えば、ピンにワイヤーの一端を保持するワイヤーピンジョイントにホットはんだごてを置き、ちょうど十分なはんだが関節にスムーズに動作することを保証するために、いくつかのはんだを溶かします。ピンにあまりにも多くの熱を加えないように注意してください。それ以外の場合は、ピンの周りのプラスチックが溶けてしまいます。 </li><li>先頭にピンヘッダに接続されている2線のそれぞれの自由端をはんだ付けし1.0 mmの直径のステンレス鋼製ねじの。簡単に言えば、ねじ頭部下のスレッドに、ワイヤの自由端を保持するワイヤースクリュージョイントにホットはんだごてを置き、ちょうど十分なはんだが関節にスムーズに動作することを保証するために、いくつかのはんだを溶かします。ネジなしの2線が筋電図記録電極として機能する一方、ネジで2ワイヤは、脳波記録電極として機能します。 </li><li> EMG信号の品質を高めるために、EMG電極の端で絶縁の1ミリメートルを取り除くためにハサミを使用してください。 </li><li>完全EEG / EMGの録音中に電気的なノイズを低減するために細い木の棒や歯のピックを使用してエポキシ系接着剤ですべてのはんだ付けのピンをカバーしています。 </li></ol></li><li>以下に説明するようにスリップリングに電極を接続するためのケーブルを用意します。このケーブルを再利用することができます。 <ol><li> 30 cmのフラットケーブルの線で4ピンFFC / FPCコネクタの各ピンを半田付けします。簡単に言えば、ホットはんだごてを配置し、ピンに電線の被覆をむいた部分を保持ワイヤーピンジョイントの上に、とだけで十分なはんだが関節にスムーズに動作することを保証するために、いくつかのはんだを溶かします。 注：EEG / EMG記録のために使用される実験動物用ケージの高さに適したフラットケーブルの長さを選択してください。 </li><li>はんだは、フラットケーブルのもう一方の端のワイヤーの先端にソケットを圧着します。簡単に説明すると、ワイヤの被覆の自由端に圧着ソケットを保持するワイヤーソケットジョイントにホットはんだごてを置き、ちょうど十分なはんだが関節にスムーズに動作することを保証するために、いくつかのはんだを溶かします。 </li><li> 4位圧着ハウジングにそれぞれ圧着ソケットを挿入します。 </li><li>完全に細い木の棒や歯のピックを使用してエポキシ系接着剤で圧着ソケットをカバーしています。 </li></ol></li></ol>マウスヘッドの電極の2注入（所要時間：約20分） <ol><li>手術前にホットビーズ滅菌器内のすべての手術器具を滅菌します。男性のマウスを麻酔（10から20週齢、20〜30グラム）ペントバルビタール（50mg / kg）の腹腔内注射です。マウスが深くつま先をつまんで麻酔されていることを確認した後、バリカンで頭と首の毛を剃ります。 </li><li>定位フレームにマウスを移動し、2耳のバーの間の頭を固定します。乾燥を防ぐために、目にワセリンを適用します。アルコールで剃られ、肌を清潔にし、頭蓋骨を露出するようにメスで正中線に沿ってそれをカット。オープン手術領域を維持するために皮膚をクリップ。 </li><li>超硬カッター（ドリルサイズ：0.8 mmの直径）を使用して、頭蓋骨の中に、ドリル2穴を、前頭皮質領域（正中線に横1.5ミリメートルをブレグマの1mm前方）上の1つと頭頂領域の上に他の（ 1ミリメートルラムダの前方、正中線に横1.5ミリメートル）右半球の、Paxinosとフランクリンの定位座標に応じた。23 </li><li>宝石商のドライバーを使用することで、穴にステンレス製脳波記録ネジを配置し、2作る - 各SCRE 2.5ターン皮質の上に硬膜外位置決め用ワット 注意：脳組織への損傷を防止するにはあまりにも深いネジを挿入しないでください。ネジがしっかりと頭蓋骨に固定されていることを確認してください。これは、複数のレコーディング（典型的には、1ヶ月以上）の長い期間の間に安定したEEG信号を有することが重要です。ウィグリーネジは脳波アーティファクトを生成し、実験スケジュールの終了前にオフに来るかもしれません。 </li><li>電極アセンブリ修正歯科用セメントで頭蓋骨とカバーに瞬間接着剤で（参照：セクション1.1を、ピンが上向き）。僧帽筋（首）筋肉のピンセットで二国間の小さな穴を作り、穴にEMG電極として機能するステンレス鋼線を挿入します。筋肉の露出を避けるために絹糸（直径0.1mm）で皮膚を縫合。 </li><li>定位フレームからマウスを外します。細菌感染を避けるために、マウスを、アンピシリン（100mg / kg）および腹腔内メロキシカム（1ミリグラム/キログラム）を管理し、それぞれ、手術後の痛みを軽減します。柯熱パッドの上にマウスをEPと、それは胸骨横臥位を維持するのに十分な意識を取り戻したまでそれを監視します。ハウスは、個別に回復中のマウスは、他の動物によって電極の除去を回避し、手術後の最初の日に腹腔内、メロキシカム（1ミリグラム/キログラム）を管理します。 </li></ol> 3.記録と脳波/ EMGデータの取得<ol><li> 1週間の回復期間、住宅防音記録チャンバーに入れた実験ケージに個別に各マウスの後。 12時間の光/ 12時間暗のサイクルを制御し、自動的に23±1℃の周囲温度を維持し、（照度〜100ルクス、08:00に点灯）。 </li><li>記録ケーブルにマウスの頭の上にEEG / EMG電極アセンブリを接続します。記録ケーブルが（マウスの動きがケーブルのねじれによって制限されないように設計された）スリップリングおよびEEG / EMG信号増幅器に接続されていることを確認。フィルタEEG / EMG信号（脳波、0.5-64ヘルツ; EMG、16-64 Hz）は、アナログ-デジタル変換器（A / D）で128ヘルツのサンプリングレートでデジタル化し、最終的にはEEG / EMG記録ソフトウェアを実行するコンピュータ（表「材料」、4 番目のエントリに記録下から）。 </li><li>記録チャンバー内の3日間 - 2のためのマウスを慣らします。 EEG / EMG記録を腹腔内薬物投与が含まれる場合は、ゆっくり薬物投与時に各慣れ日にマウスを処理します。 </li><li>その後、EEG / EMG記録ソフトウェア（表「マテリアル」、下から4 番目のエントリ ）を起動します。 <ol><li> 「データファイル情報]タブを選択し、ファイル名の横にあるボックスをクリックします。ファイル名を入力し、[保存]をクリックします。 </li><li> 「記録条件」タブを選択し、記録されるすべてのEEG / EMGチャンネルを選択します。 </li><li> 「記録条件」タブで、サンプリング周波数（128 Hz）を選択します。 </li><li>選択したチャンネルが目に正しく表示されているかどうかを確認してくださいE &#39;チャンネル情報」タブをクリックします。 </li><li> 「タイマー設定」タブを選択し、脳波と筋電図を表示するには、「モニター」をクリックします。 </li><li> EEG / EMG信号が正しく表示されるか確認してください。 </li><li> 「タイマー設定」タブを選択し、「メインタイマー」領域での記録の開始と終了のクロック時刻を設定します。 </li><li>録音を開始するには「タイマー設定」タブの「モニター」をクリックします。 </li></ol></li><li>ベースラインの下に録音EEG / EMG信号（ すなわち 、自由に振る舞うマウスの睡眠/覚醒行動）と異なる処理条件（ 例えば 、カフェインの投与または偽の治療）、数日間。最後の実験日後にペントバルビタール（200mgの/ kg）の腹腔内注射でマウスを安楽死させます。 </li></ol> EEG / EMGデータに基づく行動状態の4得点<ol><li> EEG / EMG解析のためのソフトウェアを起動します（表「マテリアル」、下から4 番目のエントリ ）。手順3で製造したEEG / EMG生データ（.kcdファイル）を開き「スリープ」タブをクリックし、エポックの時間を選択します。 10秒を選択します。 </li><li> 「スリープ」タブをクリックし、自動的に3段階にすべての10秒エポックを採点する「マルチスクリーニング」を選択（ すなわち 、NREMおよびREM睡眠を、および覚醒）脳波と筋電図の振幅の基礎とパワースペクトル解析に脳波の。3 </li><li> 「脳波のためのFFT条件]をクリックします。 </li><li>パワースペクトル分析のためのパラメータを設定し、[256基準点（EEGの2秒に相当）、ハニング窓関数、及びエポック当たり5スペクトルの平均]。3「OK」をクリックします。 </li><li>自動スクリーニングを開始する「スクリーニング開始]をクリックします。得点データ（.rafファイル）を開きます。 </li><li>代表的な結果、 図1B および表1を参照してください （自動スクリーニングの結果を確認し、必要に応じて、標準的な基準に基づいて手動でそれらを修正</strong&gt;）。2、3簡単に説明すると、クリックして、間違って得点エポック上でマウスの左ボタンを押したまま、誤っ得点エポックの文字列全体にカーソルをドラッグします。マウスの左ボタンを離すと、ポップアップウィンドウに正しい行動の状態を選択します。 注：時々、2警戒状態間の遷移でのエポックは、一つの状態に明確に得点することは困難です。このような場合には、エポックは、表向きの状態にスコア付けされるべきであり、同じ基準は、データの再現性を保証するために、実験全体を通して同様の時期に適用されるべきです。 </li></ol>

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著者の田口雄次郎さんと小藤さやかさんは、本稿で使用した脳波・筋電図データの取得・自動採点のためのソフトウェア「SleepSign」を開発する株式会社キッセイコムテックの社員です。

このプロトコルは、低ノイズ、費用対効果の高い、高スループットの条件で睡眠と覚醒の評価を可能にするEEG / EMGの記録のためのセットアップについて説明します。 EEG / EMG電極ヘッドアセンブリのサイズが小さいために、このシステムは、マウスへの薬物の微量注入、光遺伝学（光ファイバの注入）または同時カニューレ注入と組み合わせて含むイントラ脳実験のための他のインプラントと組み合わせることができます追加の電気信号（ 例えば 、反対EEG、電図または局所電場電位）の測定が必要な場合、脳31はまた、多ピンヘッダーに対する電極ヘッドアセンブリの設計は、記録チャネルの数に柔軟性を提供。 しかし、個々の住宅がゆえの行動状態の評価を制限し、このプロトコル、 すなわちで説明ケーブルベースの設計のために必要とされる。、睡眠とWAkefulness、社会的相互作用や複雑な行動試験と組み合わせて用いることができます。遠隔測定デバイスが自分の制限機能、特にバッテリーのコストと寿命がないわけではないが、これらの例では、無線睡眠監視システムは、おそら...

技術の進歩は、多くの場合、神経生物学的プロセスの理解の飛躍を沈殿させています。例えば、ヒト頭皮から記録された電位は、正弦波の形をとった、の周波数は、被験者の覚醒のレベルに直接関連していたことを1929年にハンス・ベルガーの発見は、睡眠 - 覚醒の理解の急速な進歩につながりました同様に動物およびヒトの両方で規制、。1この日にelectroencephlogram（EEG）、筋電図（EMG）と組み合わせて、 すなわち 。骨格筋によって生成され、電気的活動は、ほぼすべての実験的および臨床のデータ「バックボーン」を表しヒトを含む、動物を振る舞うにおける皮質ニューロンの活動と行動や生理機能を相関しようとする評価。最も基本的な睡眠研究室では、これらのEEG記録は、Dを取得し、前記ケーブルベースのシステム（ 図1）を用いて実行されますATAは、[ 例えば 、高速フーリエ変換を適用（FFT）アルゴリズム]パターンとスペクトル解析にオフラインで供される記録される対象の警戒状態を決定する。2、3睡眠は急速眼球運動（REM）で構成され、ノンレム（NREM）睡眠。 REM睡眠は、急速な低電圧EEG、ランダムな眼球運動、および筋無緊張、筋肉を効果的に麻痺している状態によって特徴付けられます。身体は、脳の大部分は切断され、深い眠りであるように見えるのに対し、脳活動は、覚醒のに似ているので、REM睡眠はまた、逆説睡眠としても知られています。対照的に、運動ニューロンは、NREM睡眠中に刺激されるが、何の眼球運動は存在しません。脳波の4 Hzの - 人間ノンレム睡眠は、ステージ4は深い眠りまたは徐波睡眠と呼ばれ、0.5の間のデルタ活性を有する大規模な、遅い脳波によって識別される、4段階に分けることができます。一方、ラットのAのような小さい動物でのノンレム睡眠の相間の細分化、NDマウスは、ヒトで見られるように、彼らは睡眠の長い連結期間を持っていない主な理由は、確立されていません。 長年の間、及びEEGの解釈に基づいて、睡眠 - 覚醒の調節のいくつかのモデルは、circuit-および体液性系の両方が提案されています。神経と睡眠の必要性の細胞の基礎あるいは、「スリープ・ドライブは、「未解決のままであるが、覚醒期間中に構築し、睡眠によって放散される恒常的圧力として概念化されています。一説には、内因性somnogenic要因は覚醒時に、それらの緩やかな蓄積が睡眠恒常的圧力の基盤であることを蓄積することです。液性因子によって調節されて眠る最初の正式な仮説が1892年に発表された4ローゼンバウムの仕事に入金されているが、それは石森5、6、独立ピエロン7で、100年以上前、睡眠促進化学物質の存在を実証しました。両研究者は催眠薬物質または「hypnotoxinsは「睡眠不足の犬の脳脊髄液（CSF）中に存在したことを、提案し、実際に証明した。8過去一世紀にわたり睡眠恒常性のプロセスに関与し、いくつかの追加の推定催眠薬の物質が同定されています（レビューについて、参考文献を参照してください。9）、プロスタグランジン（PG）は、D 2、10サイトカイン、11アデノシン、12アナンダミド、13およびウロテンシンIIペプチドを含む。14 初期および中期20 世紀にエコノモ15、16、Moruzziとマーグン17、およびその他による実験研究は、睡眠と覚醒の回線ベースの理論に影響を与えた結果を生成し、ある程度までの当時の体液理論を影睡眠。今日までに、いくつかの「回路モデル」は、それぞれ、（総説については、参考文献18を参照）の品質と量を変化させるデータによって通知、提案されています。一つのモデル例えば、徐波睡眠が前脳基底部におけるコリン作動性ニューロンからのアセチルコリン放出、主にブロカの対角バンドと物質のinominataの水平手足の核のconsisitingエリアのアデノシン媒介阻害を介して生成することが提案されています。 19睡眠/覚醒調節のもう一つの人気モデルは視床下部および脳幹における腹外側視索前野における睡眠導入ニューロンおよびウェイク誘導ニューロン間の相互抑制性の相互作用に基づいて、フリップフロップスイッチ機構について説明しています。18、20、21また、レム睡眠の中と外のスイッチングのために、同様の相互に抑制相互作用は脳幹内の領域のために提案されている、それは腹側中脳水道周囲灰白質、横橋被蓋、およびsublaterodorsal核である。22まとめると、これらのモデルは貴重な証明されていますヒューリスティックと睡眠研究の研究のために与えられた重要な解釈の枠組み。しかし、あなたがた睡眠 - 覚醒周期を調節する分子機構や回路のトンの完全な理解は、そのコンポーネントのより完全な知識が必要になります。以下に詳細ポリグラフ記録するためのシステムは、この目標を支援する必要があります。

<table><tbody><tr><td>4ピンヘッダー</td><td>ヒロセ電機</td><td>製 A3B-4PA-2DSA(71)</td><td></td></tr><tr><td>アンピシリン</td><td>明治製菓</td><td></td><td></td></tr><tr><td>A/Dコンバータ</td><td>コンテック</td><td>AD16-16U(PCIEV)</td><td></td></tr><tr><td>カフェイン</td><td>Σ</td><td>C0750</td><td></td></tr><tr><td>超硬カッター</td><td>ミニタ</td><td>B1055</td><td></td></tr><tr><td>圧着ハウジング</td><td>ヒロセ</td><td>電機DF11-4DS-2C</td><td></td></tr><tr><td>圧着ソケット</td><td>ヒロセ</td>電機<td>DF11-30SC</td><td></td></tr><tr><td>歯科用セメント(タフロンリベース)</td><td>三木化学品</td><td></td><td></td></tr><tr><td>エポキシ接着剤</td><td>小西</td><td>#16351</td><td></td></tr><tr><td>FFC/FPCコネクタ</td><td>本田通信工業</td><td>FFC-10BMEP1(B)</td><td></td></tr><tr><td>フラットケーブル</td><td>日立ケーブル 20528-ST</td><td>LF</td><td></td></tr><tr><td>瞬間接着剤(アロンαA)</td><td>東亞合成</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>メロキシカム</td><td>ベーリンガーインゲルハイム</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>ペントバルビタール</td><td>共立製薬</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>シグナルアンプ</td><td>バイオテック</td>ス <td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>睡眠記録室</td><td>APL</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>SleepSignソフトウェア</td><td>キッセイコムテック</td><td>脳</td><td>波・筋電図記録・解析用</td></tr><tr><td>スリップリング</td><td>Biotex</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>ステンレスねじ</td><td>山崎</td><td>N/A</td><td>&phi;1.0 &times;2.0</td></tr><tr><td>ステンレス鋼線</td><td>クーナー</td><td>ワイヤーAS633</td><td></td></tr></tbody></table>

マウスで睡眠を測定するためのポリグラフ記録手順

Polygraphic Recording Procedure for Measuring Sleep in Mice

マウスやラットのような小動物における硬膜外脳波(EEG)と筋電図(EMG)の記録は、睡眠覚醒調節のホメオダイナミクスと回路を研究する上で極めて重要でした。多くの研究室では、ケーブルベースの睡眠記録システムが、脳波データのパワースペクトル分析に基づいて警戒状態を自動的にスコアリングするためのコンピュータソフトウェアと組み合わせて、自由に行動するマウスの脳波と筋電図を監視するために使用されています。このシステムの説明は、本明細書で詳述される。脳波信号を監視するために、前頭皮質領域と1半球の頭頂部に鋼製のネジが埋め込まれています。さらに、EMG活動は、両方の首の筋肉にワイヤーを両側に配置することによって監視されます。非急速眼球運動(Non-REM;ノンレム睡眠は、脳波のデルタ活動が4Hz未満の大きくて遅い脳波を特徴としますが、ノンレム睡眠からレム睡眠への移行では、6〜10Hzのシータ範囲での低周波デルタ活動から急速な低電圧EEGへの移行が観察されます。対照的に、覚醒は、EEGトレースの低電圧から中電圧の脳波と有意なEMG活動によって識別されます。

図1Bは、異なる警戒状態でマウスの脳波の例を示します。 表1に示すように、脳波は4 Hz以下デルタリズムで大規模な、遅い脳波を示し、EMGが弱いまたは無信号を持っている場合、エポックは、ノンレム睡眠に分類されます。脳波は、6と10 Hzの間のシータ範囲で急激な低電圧脳波を示し、EMGは低振幅を示している場合エポックは、レム睡眠に分類されます。その他のエポックが覚醒として分類されるべきである（ すなわち、低〜中程度の電圧EEGおよびEMG活動の発生）。 例えば、このプロトコルに記載EEG / EMG記録セットアップは、ベースライン条件下またはカフェインで処理した後、睡眠の量およびC57BL / 6マウスの睡眠/覚醒プロファイルを決定するために使用することができる（ 図2および3）。 <p class="jove_content...

自由に行動するマウスの脳波(EEG)と筋電図(EMG)の記録は、行動と生理機能を睡眠と覚醒と関連付けるための重要なステップです。本明細書に記載の実験プロトコルは、マウスにおけるEEGおよびEMG記録を取得するためのケーブルベースのシステムを提供する。

Recording of the epidural electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) in small animals, like mice and rats, has been pivotal to study the ...

このポリグラフ記録手順の全体的な目標は、マウスの警戒状態を決定し、覚醒状態、急速眼球運動睡眠、または非急速眼球運動睡眠に費やされた時間を測定することです。この方法は、行動する動物の皮質ニューロンの活動と行動と生理学を関連付けようとするほぼすべての神経科学分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、多くのノード、脳波、筋電図を記録でき、光ファイバーや注入カニューレなどの他の脳インプラントと組み合わせることができることです。電極の埋め込みは適切に行う必要があり、電極の品質は物理的状態を判断するために非常に重要であるため、この方法の視覚的なデモンストレーションは非常に重要です。その手順を実演するのは、私の研究室のポスドクである高田洋子さんです。始める前に、ホットビーズ滅菌器ですべての手術器具を滅菌してください。つま先をつまんでマウスが麻酔されていることが確認されたら、頭と首の毛を剃り落とします。次に、家を定位固定装置フレームに固定し、2つのイヤーバーの間に頭を固定します。その後、眼に眼軟膏を塗布して乾燥を防ぎます。剃った肌をアルコールとヨウ素ベースのスクラブでクレンジングします。次に、メスで正中線に沿って切断して頭蓋骨を露出させ、クリップを使用して皮膚を横に固定して手術領域を開いたままにします。0.8ミリメートルのドリルで超硬カッターを使用して、2つの穴を開けます。前頭皮質領域に1つの穴を開けます。右半球の頭頂部に2番目の穴を置きます。次に、宝石商のドライバーを使用して、ステンレス鋼のEEG記録ネジを穴にねじ込みます。わずか2〜2回転半でネジを挿入して、皮質上の硬膜外の位置を取得します。ネジは一度挿入すると小刻みに動かないようにする必要があります。これは非常に重要です。次に、ピンを頭蓋骨まで上向きにして電極アセンブリを固定します。電極はまっすぐに取り付ける必要があります。綿棒を使用して電極の位置を固定し、シアノアクリレートと歯科用セメントを使用して電極を接着します。次に、僧帽筋に小さな穴を開け、その穴にEMG電極を挿入します。その後、直径0.1mmの絹糸で皮膚を縫合します。次に、マウスを脳定位固定装置フレームから取り外し、ヒートパッドの上に置きます。マウスにアンピシリンとメロキシカムの腹腔内注射を行い、マウスが胸骨の横臥を回復するまでマウスを監視します。.次に、マウスを一人で収容します。電極を埋め込んでから1週間後、マウスを防音記録室の実験ケージに移します。マウスのEEG / EMG電極アセンブリをスリップリングに接続された記録ケーブルに固定します。ADコンバーターケーブルをEEG / EMG信号フィルターに接続します amplifierスリップリングに接続された。ADコンバーターを使用して信号を128ヘルツのデジタル信号に変換し、最後に信号をコンピューターに記録します。マウスを記録室で2〜3日間慣らします。EEG/EMGの記録に薬物投与が含まれている場合は、薬物投与が行われた日と同様に、毎日マウスを優しく扱ってください。その後、EEG / EMG記録ソフトウェアを起動します。まず、[データファイル情報]タブをクリックし、[ファイル名]の横にあるボックスをクリックします。ファイル名を入力し、[保存] をクリックします。次に、[記録条件]タブから、記録する必要のあるすべてのEEG / EMGチャネルを選択します。また、このタブでサンプリング周波数を選択します。次に、[チャネル情報]タブで、選択したチャネルが正しく表示されているかどうかを確認します。確認したら、最初に[タイマー設定]タブを選択してレコードを開始します。次に、[モニター]をクリックしてEEGとEMGを表示します。信号が正しく表示される場合は、メインタイマーエリアで録音の開始と終了のクロック時間を設定します。次に、 モニター ボタンをクリックして録音を開始します。次に、ベースライン条件下でのシグナルと、数日間にわたるさまざまな治療条件下でシグナルを記録します。実験が終了したら、マウスをペントバルビタールで安楽死させます。EEG/EMG解析用のソフトウェアを起動します。KCDファイルであるEEG/EMG生データを開きます。[Sleep] タブをクリックし、[Epoch time] を 10 秒に設定します。次に、Multi-screeningを選択すると、EEGとEMGの振幅とEEGのパワースペクトル分析に基づいて、10秒のエポックすべてが3つのステージに自動的にスコアリングされます。次に、EEGタブのFFT条件をクリックします。そこで、パワースペクトル解析のパラメータを設定します。EEGの2秒ごとに対応する256個のデータムポイントを使用し、ハミングウィンドウ機能を使用し、エポックごとに平均5つのスペクトルを使用します。次に、[OK]をクリックします。ここで、[スクリーニングの開始]をクリックして自動スクリーニングを開始します。次に、RAFファイル形式で保存された保存されたデータを開き、自動スクリーニングの結果を確認します。必要に応じて、標準基準を満たさない場合は結果を修正します。修正するには、誤ってスコアリングされたエポックをマウスの左ボタンをクリックしたまま、誤ってスコアリングされたエポックの文字列にカーソルをドラッグします。マウスの左ボタンを放し、ポップアップウィンドウで正しい動作状態を選択します。ベースライン条件下では、マウスは夜間の性質と一致する明確な概日睡眠覚醒リズムを示しました。12時間の光の期間中、マウスは平均して6.7時間のノンレム睡眠と0.9時間のレム睡眠を示しました。一方、12時間の暗部では、覚醒が優勢でした。他の測定値も記録されました。これらには、睡眠エポック分布、その平均持続時間、および各警戒状態のステージ遷移が含まれていました。ノンレム睡眠とレム睡眠のEEGパワースペクトルは、ノンレム睡眠の0.5〜4ヘルツの周波数範囲で強いEEGパワー密度を示していますが、レム睡眠のパワー密度は6〜10ヘルツです。カフェインが睡眠に及ぼす影響を評価するために、C57ブラック6マウスを1日はビヒクルで治療し、翌日はカフェインで治療しました。カフェインの腹腔内注射は、光サイクルの早い段階で行われました。予想通り、記録はカフェインがマウスの覚醒量を増加させることを明らかにしました。注射後3時間で覚醒度が3倍に増加しました。一度習得すれば、電極の埋め込み手順は20分以内に完了します。24時間の脳波データのスコアリングと修正は、約30分で行うことができます。このビデオを見れば、マウスの脳波と筋電図の記録を設定する方法と、動物が起きているか眠っているか、または眠っているか、またはどのくらいの時間かを評価する方法についてよく理解できるはずです。

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

出典: Kodani, S., et.al.マウスの睡眠/覚醒状態のモニタリング中の神経回路の光遺伝学的操作J. Vis. 経験。(2019年)このビデオは、マウスの睡眠から覚醒への移行に関与する神経回路の光遺伝学的操作を示しています。この手順では、光ファイバーと電極を脳と筋肉に外科的に埋め込み、光刺激と電気生理学的記録を可能にします。光を照射して終末線条 (BNST)...

マウスにおける睡眠から覚醒への移行のための神経回路の光遺伝学的操作

このビデオは、麻酔をかけたマウスに脳波(EEG)および筋電図(EMG)電極アセンブリを埋め込むためのプロトコルを示しています。このプロセスには、マウスを定位固定装置フレームに固定し、頭蓋骨に正中線を切開し、電極用の穴を開け、信号記録用の電極ユニットを固定することが含まれます。回復後、記録された信号を使用してマウスの睡眠覚醒動作が分析されます。...

脳波および筋電図記録によるマウスの睡眠行動の解析

この論文は、鍼治療、てんかんモデル、およびげっ歯類の睡眠の分析の性能を示しています。鍼治療の手順とツボの特定について説明します。ピロカルピンまたはペンチレンテトラゾール(PTZ)は、てんかんを誘発するために使用されます。睡眠分析には、皮質電図(ECoG)、筋電図(EMG)、脳温度、および自発運動活動の記録が使用されます。...

鍼治療によりラットとマウスにおけるてんかんElectrocorticograms（ECoGs）の操作とスリープ

ここでは、聴覚刺激に対する睡眠応答性を調節するマウスにおける非レム睡眠の神経および心臓変数の時間的ダイナミクスを記述するための実験的および分析的手順を提示する。...

睡眠中のマウスにおけるスペクトルパワーおよび心拍数の低速ダイナミクスの定量化

睡眠測定活動ベース ホーム ケージの監視の高スループット方法について述べる。このメソッドでは、脳波・...

齧歯動物の睡眠時間の非侵襲的で高スループットの測定

キヌレニンとキヌレン酸の高速液体クロマトグラフィーによる測定: 認知およびラットの睡眠に関する生化学

ここでは、マウスにおける睡眠/覚醒状態のモニタリング中に特定のタイプのニューロンを光遺伝学的に操作する方法を説明し、ストリア末端のベッド核に関する最近の研究を例に挙げる。...

マウスにおける睡眠/覚醒状態のモニタリング中の神経回路の光遺伝学的操作

このプロトコルは、脳波データのマルチテーパ分光を生成するオープンソースのコンパイル済みのMATLABプログラムを提供します。...

脳波データのためのコンピュータベースのマルチテーパースペクトログラムプログラム

本プロトコルは、マウスに睡眠剥奪を誘発するために使用される費用対効果の高いロッカープラットフォームベースのデバイスをセットアップするための方法を概説する。このデバイスは、脳波(EEG)で証明された睡眠パターンの乱れを引き起こし、睡眠不足に関連する代謝および分子の変化を誘発するのに効果的であることが証明されています。...

マウスの睡眠不足装置の確立

コーディング経験のない研究者向けに、ダウンロードと操作でマウスの睡眠段階をスコアリングできるグラフィックユーザーインターフェースを備えたソフトウェアパッケージを提供します。...

IntelliSleepScorerは、マウス用のグラフィックユーザーインターフェースを備えたソフトウェアパッケージで、睡眠ステージの自動スコアリングが可能です

このプロトコルは、自由に動くげっ歯類の脳波を記録するための信頼性が高く、簡単にアクセスできるシステムを作成するために開発されました。...

自由に動くマウスにおける慢性マルチサイト脳波記録のための費用対効果が高く低侵襲なプロトコル

学ぶマウスのポリグラフ記録手順。EEGとEMGを用いて自由に行動するマウスの覚醒状態を測定し、睡眠と覚醒の時間を評価します。この方法は神経科学における行動と生理の関連性を解明する上で重要です。

マウスで睡眠を測定するためのポリグラフ記録手順

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