Name: Quantum Infra-slow Dynamics of Spectral Power en Heart Rate in slaapmuizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 56 s
Description: Leer polysomnografie om non-REM-slaap bij muizen te scoren op basis van gedragsreacties op akoestische stimuli. Deze methode analyseert EEG-, EMG- en ECG-signalen om neurale en cardiale coördinatie tijdens slaap te bestuderen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wij bedanken alle lableden voor hun bijdrage aan het schrijven en voorzichtig lezen van dit manuscript. Wij zijn Paul Franken dankbaar voor het stimuleren van discussies, Dr. Gisèle Ferrand voor nuttige opmerkingen over het chirurgische protocol en Dr. Jean-Yves Chatton voor het leveren van de originele Labview-uitvoerbare bestanden voor de geluidsbelasting. Financiering werd verstrekt door de Zwitserse National Science Foundation (Grants 31003A_146244 en 31003A_166318) en de Etat de Vaud.

<ol><li>Lecci, S., et al. <a target="_blank" href="http://advances.sciencemag.org/content/3/2/e1602026">Coordinated infra-slow neural and cardiac oscillations mark fragility and offline periods in mammalian sleep.</a> Sci Adv. 3 (2), 1602026(2017).</li>
<li>Rechtschaffen, A., Kales, A. <a target="_blank" href="http://www.clinph-journal.com/article/0013-4694(69)90021-2/abstract">A manual of standardized terminology, techniques and scoring system for sleep of human subjects.</a> U.S. Department of Health, Education, and Welfare. , Washington, DC. (1968).</li>
<li>Blake, H., Gerard, R. W. <a target="_blank" href="http://ajplegacy.physiology.org/content/119/4/692">Brain potentials during sleep.</a> Am J Physiol. 119, 692-703 (1937).</li>
<li>Rechtschaffen, A., Hauri, P., Zeitlin, M. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/5963124">Auditory awakening threshold in REM and NREM sleep stages.</a> Percept Mot Skills. 22 (3), 927-942 (1966).</li>
<li>Achermann, P., Borbély, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-frequency+%28%3C+1+Hz%29+oscillations+in+the+human+sleep+electroencephalogram%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Low-frequency (< 1 Hz) oscillations in the human sleep electroencephalogram.</a> Neuroscience. 81 (1), 213-222 (1997).</li>
<li>Aeschbach, D., Borbély, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-night+dynamics+of+the+human+sleep+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Sleep+Res%22%5BJournal%5D)">All-night dynamics of the human sleep EEG.</a> J. Sleep Res. 2 (2), 70-81 (1993).</li>
<li>Astori, S., Wimmer, R. D., Lüthi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manipulating+sleep+spindles--expanding+views+on+sleep%2C+memory%2C+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Manipulating sleep spindles--expanding views on sleep, memory, and disease.</a> Trends Neurosci. 36 (12), 738-748 (2013).</li>
<li>Brown, R. E., Basheer, R., McKenna, J. T., Strecker, R. E., McCarley, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+sleep+and+wakefulness%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rev%22%5BJournal%5D)">Control of sleep and wakefulness.</a> Physiol Rev. 92 (3), 1087-1187 (2012).</li>
<li>Buzsáki, G., Wang, X. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+gamma+oscillations%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of gamma oscillations.</a> Annu Rev Neurosci. 35, 203-225 (2012).</li>
<li>Rasch, B., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((About+sleep%27s+role+in+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rev%22%5BJournal%5D)">About sleep's role in memory.</a> Physiol Rev. 93 (2), 681-766 (2013).</li>
<li>Halász, P., Bòdizs, R. <a target="_blank" href="https://www.kobo.com/us/en/ebook/dynamic-structure-of-nrem-sleep">Dynamic structure of NREM sleep</a>. , Springer. (2013).</li>
<li>Terzano, M. G., Parrino, L., Spaggiari, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cyclic+alternating+pattern+sequences+in+the+dynamic+organization+of+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr+Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">The cyclic alternating pattern sequences in the dynamic organization of sleep.</a> Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 69 (5), 437-447 (1988).</li>
<li>Gottesmann, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+seven+sleep-waking+stages+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Biobehav+Rev%22%5BJournal%5D)">Detection of seven sleep-waking stages in the rat.</a> Neurosci Biobehav Rev. 16 (1), 31-38 (1992).</li>
<li>Benington, J. H., Kodali, S. K., Heller, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scoring+transitions+to+REM+sleep+in+rats+based+on+the+EEG+phenomena+of+pre-REM+sleep%3A+an+improved+analysis+of+sleep+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Scoring transitions to REM sleep in rats based on the EEG phenomena of pre-REM sleep: an improved analysis of sleep structure.</a> Sleep. 17 (1), 28-36 (1994).</li>
<li>Sullivan, D., Mizuseki, K., Sorgi, A., Buzsáki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+sleep+spindles+and+theta+oscillations+in+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Comparison of sleep spindles and theta oscillations in the hippocampus.</a> J Neurosci. 34 (2), 662-674 (2014).</li>
<li>Vas, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+adaptation+of+REM+sleep+latency%2C+intermediate+stage+and+theta+power+effects+of+escitalopram+after+chronic+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Transm+%28Vienna%29%22%5BJournal%5D)">Differential adaptation of REM sleep latency, intermediate stage and theta power effects of escitalopram after chronic treatment.</a> J Neural Transm (Vienna). 120 (1), 169-176 (2013).</li>
<li>Schiffelholz, T., Aldenhoff, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+object+presentation+affects+sleep-wake+behavior+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Lett%22%5BJournal%5D)">Novel object presentation affects sleep-wake behavior in rats.</a> Neurosci Lett. 328 (1), 41-44 (2002).</li>
<li>Wimmer, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustaining+sleep+spindles+through+enhanced+SK2-channel+activity+consolidates+sleep+and+elevates+arousal+threshold%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Sustaining sleep spindles through enhanced SK2-channel activity consolidates sleep and elevates arousal threshold.</a> J Neurosci. 32 (40), 13917-13928 (2012).</li>
<li>Fernandez, L. M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+dynamic+spatiotemporal+organization+of+low-frequency+activities+during+behavioral+states+in+the+mouse+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">Highly dynamic spatiotemporal organization of low-frequency activities during behavioral states in the mouse cerebral cortex.</a> Cereb Cortex. , (2016).</li>
<li>Franken, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+vs.+short-term+processes+regulating+REM+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22J+Sleep+Res%22%5BJournal%5D)">Long-term vs. short-term processes regulating REM sleep.</a> J Sleep Res. 11 (1), 17-28 (2002).</li>
<li>Feige, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+microstructure+of+sleep+in+primary+insomnia%3A+an+overview+and+extension%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Psychophysiol%22%5BJournal%5D)">The microstructure of sleep in primary insomnia: an overview and extension.</a> Int J Psychophysiol. 89 (2), 171-180 (2013).</li>
<li>Parrino, L., Halasz, P., Tassinari, C. A., Terzano, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CAP%2C+epilepsy+and+motor+events+during+sleep%3A+the+unifying+role+of+arousal%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep+Med+Rev%22%5BJournal%5D)">CAP, epilepsy and motor events during sleep: the unifying role of arousal.</a> Sleep Med Rev. 10 (4), 267-285 (2006).</li>
<li>Akinseye, O. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+as+a+mediator+in+the+pathway+linking+environmental+factors+to+hypertension%3A+a+review+of+the+literature%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Hypertens%22%5BJournal%5D)">Sleep as a mediator in the pathway linking environmental factors to hypertension: a review of the literature.</a> Int J Hypertens. 2015, 926414(2015).</li>
<li>Campbell, K., Muller-Gass, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+extent+of+processing+of+near-hearing+threshold+stimuli+during+natural+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">The extent of processing of near-hearing threshold stimuli during natural sleep.</a> Sleep. 34 (9), 1243-1249 (2011).</li>
<li>Nir, Y., Vyazovskiy, V. V., Cirelli, C., Banks, M. I., Tononi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+responses+and+stimulus-specific+adaptation+in+rat+auditory+cortex+are+preserved+across+NREM+and+REM+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">Auditory responses and stimulus-specific adaptation in rat auditory cortex are preserved across NREM and REM sleep.</a> Cereb Cortex. 25 (5), 1362-1378 (2015).</li>
<li>Dang-Vu, T. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interplay+between+spontaneous+and+induced+brain+activity+during+human+non-rapid+eye+movement+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Interplay between spontaneous and induced brain activity during human non-rapid eye movement sleep.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 108 (37), 15438-15443 (2011).</li>
<li>Elton, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Event-related+potentials+to+tones+in+the+absence+and+presence+of+sleep+spindles%5BTitle%5D)+AND+%22J+Sleep+Res%22%5BJournal%5D)">Event-related potentials to tones in the absence and presence of sleep spindles.</a> J Sleep Res. 6 (2), 78-83 (1997).</li>
<li>McKinney, S. M., Dang-Vu, T. T., Buxton, O. M., Solet, J. M., Ellenbogen, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Covert+waking+brain+activity+reveals+instantaneous+sleep+depth%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Covert waking brain activity reveals instantaneous sleep depth.</a> PLoS One. 6 (3), 17351(2011).</li>
<li>Mang, G. M., Franken, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+and+EEG+phenotyping+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Mouse+Biol%22%5BJournal%5D)">Sleep and EEG phenotyping in mice.</a> Curr Protoc Mouse Biol. 2 (1), 55-74 (2012).</li>
<li>Borbély, A. A., Tobler, I., Hanagasioglu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+sleep+deprivation+on+sleep+and+EEG+power+spectra+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Effect of sleep deprivation on sleep and EEG power spectra in the rat.</a> Behav Brain Res. 14 (3), 171-182 (1984).</li>
<li>Jurysta, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+chronic+primary+insomnia+on+the+heart+rate--EEG+variability+link%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">The impact of chronic primary insomnia on the heart rate--EEG variability link.</a> Clin Neurophysiol. 120 (6), 1054-1060 (2009).</li>
<li>Silvani, A., Calandra-Buonaura, G., Benarroch, E. E., Dampney, R. A. L., Cortelli, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bidirectional+interactions+between+the+baroreceptor+reflex+and+arousal%3A+an+update%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep+Med%22%5BJournal%5D)">Bidirectional interactions between the baroreceptor reflex and arousal: an update.</a> Sleep Med. , (2015).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat zij geen financieel belang hebben.

Hier laten we zien hoe een continu temporaal profiel van niet-REM-slaap wordt vastgesteld die de EEG-, EMG- en ECG-variabelen integreert. Dit is een eerste stap in de richting van het ontwikkelen van een integrale beschrijving van de slaap van de muis, die kan helpen bij het identificeren van de eerder onbekende tijdschaal over welke hoge en lage veerkracht aan geluid wordt georganiseerd tijdens niet-REM slaap 1 . Een soortgelijke tijdelijke structuur werd ook beschreven bij menselijke niet-REM s...

Zoogdier slaap is een gedragsstaat van rust en van veerkracht aan milieu-stimuli. Ondanks deze schijnbare uniformiteit geven polysomnografische en autonome parameters aan dat slaap tussen kwalitatief en kwantitatief verschillende neurale en somatische staten op verschillende temporale en ruimtelijke weegschaal 1 beweegt. Over enkele minuten tot tientallen minuten treedt de schakel tussen niet-REM en REM slaap op. Niet-REM-slaap gaat gepaard met een grote amplitude, lage frequentie activiteit in het EEG, met een spectrale piek rond ~ 0,5 - 4 Hz, terwijl REM slaap de normale EEG-activiteit toont in de theta band (6 - 10 Hz), samen met Spier atonia 2 . Binnen de niet-REM-slaap loopt de mens door het licht (S2) en de deep sleep wave (SWS). Zoals hun benaming aangeeft, tonen deze twee fasen respectievelijk lagere en hogere opwarmingstremmen 3 , 4 en ze verschillen voornamelijk in de dichtheid van de lage frequentieEncycortische EEG-kracht, aangeduid als slow wave activiteit (SWA; 0,75 - 4 Hz). Niet-uniformiteit blijft door de individuele aanval van S2 en SWS op de minuut-tot-tweede-keer-tijdschaal, zo uitgebreid gedocumenteerd door de variabele aanwezigheid van SWA in de loop van een bout 5 , 6 , maar ook door EEG en veldpotentiële ritmes bij Hogere frequenties, waaronder spindelgolven in de sigma-band (10-15 Hz) en gamma ritmes (80 - 120 Hz) (voor een review, zie 7 , 8 , 9 , 10 ). In plaats van subtiel te verschuiven, verschuiven deze variaties de slaapcorticale toestand bij mensen tot de uitersten van het spectrum. Voor niet-REM slaap, variëren deze van een overheersing van SWA naar staten die de wake-achtige activiteit benaderen omdat ze een aanzienlijk deel van de hoogfrequente componenten bevatten 11 <suP&gt;, 12 . Bij knaagdieren en katten, hoewel niet-REM slaap niet in fasen wordt onderverdeeld, verschijnt een korte periode genaamd intermediaire slaap (IS) voorafgaand aan de REM slaapondergang 13 . Tijdens IS zijn REM slaapfuncties zoals hippocampale theta activiteit en ponto-geniculo-occipitale golven geïnitieerd, terwijl niet-REM slaap signaturen, zoals spindelgolven en SWA, nog steeds aanwezig zijn, waarbij een mix tussen de twee slaapstanden 14 , 15 wordt aangegeven . Niettemin zou IS functioneel verschillend kunnen zijn omdat het door antidepressiva 16 en door middel van nieuwe objectpresentatie tijdens voorafgaande waking 17 gemoduleerd wordt en bijdraagt ​​tot het instellen van de opwaartse drempel 18 . Bovendien tonen staatsruimtebeelden van EEG- en EMG-parameters van vrij bewegende ratten een cluster van punten 14 die continu is tussen niet-REM slaap, REM slaap en wakkerheid. Er zijn ook sporadische dalingen in SWA zonder wakkerheid of REM-slaap te betreden, wat leidt tot aanzienlijke fluctuaties in de relatieve aanwezigheid van de lage- en hoogfrequente componenten tijdens een geconsolideerde niet-REM slaap op 14 , 19 , 20 . Tenslotte komen variabele ratio&#39;s van SWA en hogere frequentie ritmes tijdens niet-REM slaap niet alleen op tijd voor, maar tonen ook regionale verschillen in amplitude en synchronisatie tussen corticale gebieden 19 . Mammalian non-REM slaap is ver van uniform. Echter, of dergelijke niet-uniformiteit leidt tot staten die verschillen in functie- en gedragskenmerken, is niet duidelijk. Bij verschillende soorten slaapstoornissen wordt doorlopende slaap verstoord door spontane ontwaken en ongepast motorisch gedrag. Bovendien tonen spectrale analyses veranderingen in de relatieve aanwezigheid van hogere frequenties in de EEG 21En in autonome parameters, zoals ademhalingssnelheden en hartverslaan 22 . De ordelijke sequentie van stabiele slaapstanden wordt aldus verstoord, en elementen van corticale en / of autonome opwarming treden onbeheerd in. Daarom is het begrip van het continuum van slaapstanden mogelijk voor ziekte. Bovendien is het verstoren van slaap door milieugeluid in stedelijke omgevingen geassocieerd met algemene gezondheidsrisico&#39;s, waardoor het cruciaal is om momenten van verhoogde kwetsbaarheid tijdens slaap te identificeren 23 . Gedragsopwekkende experimenten bij slapende mensen wijzen erop dat het moeilijkst is om wakker te worden van SWA-gedomineerde niet-REM slaap (stadium S3), terwijl lichte, niet-REM slaap (stadium S2) en REM slaap show vergelijkbare en lagere arousal drempels 4 . De corticale verwerking van korte geluidsstimulaties varieert aanzienlijk tussen REM slaap, S2 en S3 24 ,25 , wat aangeeft dat staatsspecifieke corticale activiteitspatronen de eerste stadia van sensorische verwerking moduleren. Voor niet-REM slaap bij mensen is de neiging om wakker te worden als gevolg van geluid afwijken van de aanwezigheid van spindelgolven en alfa ritmes in de EEG 26 , 27 , 28 . Thalamocortische ritmiciteit tijdens spindels wordt gepaard gegaan met verbeterde synaptische remming bij zowel de thalamische als corticale niveaus, waarvan wordt gedacht dat zij bijdragen aan de verzwakking van de sensorische verwerking 7 . Hoe zijn geluidsbestendige en kwetsbare slaapperiodes georganiseerd in de tijd, en wat zijn hun determinanten? In beide muizen en mens hebben we recentelijk een infraagge, 0,02-Hz oscillatie in neurale ritmes geïdentificeerd. Afhankelijk van de fase van deze 0,02-Hz-oscillatie, vertoonden muizen variabele reactiviteit tegen externe stimuli, ofwel wakker worden of slapenHet lawaai Interessant genoeg was deze oscillatie gecorreleerd met de hartslagslag, wat aangeeft dat het autonome zenuwstelsel deelneemt aan de modulatie van de kwetsbaarheid van de slaap voor externe stimuli 1 . Geheugen-gerelateerde hippocampale ritmes werden ook georganiseerd binnen dit ritme, en het meest opvallend was dat de kracht ervan in verband was met de kwaliteit van geheugenconsolidatie bij mensen. De 0,02-Hz oscillatie lijkt dus een organiserend principe van knaagdier- en menselijke niet-REM slaap die zowel gevoeligheid voor het milieu als interne geheugenverwerking moduleert. Dit wijst opnieuw op de noodzaak van multiparametrische en continue evaluaties van slaapstaten om hun functionaliteit te herkennen en sites van mogelijke kwetsbaarheid te identificeren. Hier presenteren we een procedure om de golfvorm van deze dynamiek te extraheren, inclusief de chirurgische implantatie van muizen voor gecombineerde EEG / ECoG en EMG-ECG metingen, blootstelling aan sensorische stimuli, eenNd analyse routines. Deze procedure vormt de basis voor het bekijken van slaap als een voortdurend wisselende, maar zeer georganiseerde waakzaamheidstoestand waarin verschillende fundamentele slaapfuncties achtereenvolgens worden uitgevoerd. Meer in het algemeen is de procedure van toepassing op benaderingen die gericht zijn op het opsporen van de spectrale en autonome kenmerken die een gedragsuitkomst voorafgaan tijdens slaap in zowel gezondheids- als ziektebeelden.

<table><tbody><tr><td>2-componenten epoxylijm</td><td>Henkel</td><td>Loctite EA 3450</td><td></td></tr><tr><td>Absorbeerbare hechtdraad (Prolene)</td><td>Ethicon</td><td>5-0 FS-3</td><td></td></tr><tr><td>Adson-pincet</td><td>FST</td><td>11006-12</td><td></td></tr><tr><td>Antiseptische wattenstaafje</td><td>VWR</td><td>149-0332</td><td></td></tr><tr><td>Attane Isofluraan</td><td>Piramal</td><td>Isofluraan 250mL</td><td></td></tr><tr><td>Connectors 3 x 2-kanalen</td><td>ENA AG</td><td>2.316</td><td>Raster 2.54 x 2.54 mm; maat 5 x 8 x 9 mm; pinmaat 5 mm; http://www.ena.ch/</td></tr><tr><td>Dragonfly commutator</td><td>Dragonfly</td><td>Model #SL-10</td><td></td></tr><tr><td>EMBLA versterker</td><td>EMBLA</td><td>A10 versterker</td><td></td></tr><tr><td>Fijne schaar</td><td>FST</td><td>14108-09</td><td></td></tr><tr><td>Goudkleurige stalen schroef met platte kop</td><td>J.I. Morris</td><td>FF00CE125</td><td>https://jimorrisco.com/</td></tr><tr><td>Gouddraad</td><td>CMSA</td><td>T.69 5gr</td><td>http://www.cmsa.ch/en/</td></tr><tr><td>Hemostatische spons</td><td>Pfizer</td><td>Gelfoam</td><td></td></tr><tr><td>Jodium-gebaseerd ontsmettingsmiddel (Betadine)</td><td>Mundipharma</td><td>standaard oplossing 60mL</td><td></td></tr><tr><td>Komet boorstaal 1/005PM104</td><td>UNOR AG</td><td>22310</td><td></td></tr><tr><td>Matlab Analyse Software</td><td>MathWorks</td><td>R2016b</td><td>https://ch.mathworks.com/products/matlab.html</td></tr><tr><td>Microboor</td><td>Fine Science Tools</td><td>96758</td><td></td></tr><tr><td>Muis Gasanesthesie Hoofdhouder</td><td>Kopf Instruments</td><td>Model 923-B</td><td>http://kopfinstruments.com/product/model-923-b-mouse-gas-anesthesia-head-holder/</td></tr><tr><td>Oftalmische zalf</td><td>Pharmamedica</td><td>VITA-POS</td><td></td></tr><tr><td>Paladur (vloeibaar)</td><td>UNOR AG</td><td>2260215</td><td>voor tandheelkundig cement</td></tr><tr><td>Palavit (poeder)</td><td>UNOR AG</td><td>5410929</td><td>voor tandheelkundig cement</td></tr><tr><td>Stereotactisch frame voor kleine dieren</td><td>Kopf Instruments</td><td>Model 930</td><td>http://kopfinstruments.com/product/model-930-small-animal-stereotaxic-frame-assembly/</td></tr><tr><td>Loodgietersdraad</td><td>Stannol</td><td>593072</td><td></td></tr><tr><td>Temperatuurregelaar - Mini rectale sonde</td><td>Phymep</td><td>4090502</td><td>http://www.phymep.com/produit/dc-temperature-controller/</td></tr><tr><td>Temperatuurregelaar - verwarmingsplaat</td><td>Phymep</td><td>4090205</td><td>http://www.phymep.com/produit/dc-temperature-controller/</td></tr></tbody></table>

quantum infra-slow dynamics of spectral power en heart rate in slaapmuizen

Quantifying Infra-slow Dynamics of Spectral Power and Heart Rate in Sleeping Mice

Drie waakzaamheidsstaten domineren zoogdierleven: waakzaamheid, niet-snelle oogbeweging (niet-REM) slaap, en REM slaap. Aangezien meer neurale correlaties van gedrag worden geïdentificeerd in vrij bewegende dieren, wordt deze drievoudige onderverdeling te simplistisch. Tijdens wakefulness definiëren ensembles van wereldwijde en lokale corticale activiteiten, samen met perifere parameters zoals pupillair diameter en sympathovagale balans, verschillende graden van opwinding. Het blijft onduidelijk hoezeer ook slaap een continuum van hersenstaten vormt, waarin de mate van veerkracht tot zintuiglijke stimuli en wakkerheid, en misschien andere slaapfuncties, geleidelijk verschillen - en hoe perifere fysiologische staten elkaar variëren. Onderzoek dat de methoden voor het monitoren van meerdere parameters tijdens de slaap bevordert, evenals de toekenning van constellaties van deze functionele kenmerken, is centraal om ons begrip van slaap als een multifunctioneel proces te verfijnen, waarbij veel gunstige effecten ex zijnecuted. Het identificeren van nieuwe parameters die slaapstanden karakteriseert, zullen mogelijkheden bieden voor nieuwe diagnostische wegen in slaapstoornissen. Wij presenteren een procedure voor het omschrijven van dynamische variaties van muis-niet-REM slaapstanden via de gecombineerde monitoring en analyse van elektrodenfalogram (EEG) / elektrocorticogram (ECoG), elektromyogram (EMG) en elektrocardiogram (ECG) signalen met behulp van standaard polysomnografische opname technieken. Met behulp van deze aanpak bleek dat muis niet-REM slaap is georganiseerd in cycli van gecoördineerde neurale en cardiale oscillaties die opeenvolgende 25-s intervallen genereren van hoge en lage breekbaarheid naar externe stimuli. Daarom worden centrale en autonome zenuwstelsel gecoördineerd om gedragsmatige slaapstanden te vormen tijdens geconsolideerde niet-REM-slaap. Wij presenteren chirurgische manipulaties voor polysomnografische ( dwz EEG / EMG gecombineerd met ECG) monitoring om deze cycli in de vrije slaapmuis te volgen, de analyse naar quantiHun dynamiek en de akoestische stimulatieprotocollen om hun rol te beoordelen in de kans op wakker worden. Onze aanpak is al uitgebreid tot menselijke slaap en belooft de gemeenschappelijke organisatorische principes van niet-REM slaapstanden bij zoogdieren te ontrafelen.

Figuur 2 A (bovenpaneel) toont 100 minuten spontaan slaapwakker gedrag, opgenomen via polysomnografische elektroden geïmplanteerd zoals beschreven (zie figuur 1 ). De verhogingen en afnemingen van de EEG- en EMG-amplitude bij niet-REM slaapziekte zijn duidelijk zichtbaar. Intermitterende REM slaap wordt gekenmerkt door een afname van de EEG amplitude en een verdere afname in EMG toon die niet zichtbaar is op dez...

Hier presenteren we experimentele en analytische procedures om de temporale dynamiek van de neurale en hartvariabelen van niet-REM slaap in muizen te beschrijven, die de respons op slaapresponsen voor akoestische stimuli moduleren.

Quantum Infra-slow Dynamics of Spectral Power en Heart Rate in slaapmuizen

Three vigilance states dominate mammalian life: wakefulness, non-rapid eye movement (non-REM) sleep, and REM sleep. As more neural correlates of behavior ...

Het algemene doel van deze procedure is om te beschrijven hoe neurale en hartactiviteiten worden gecoördineerd tijdens non-REM-slaap bij muizen. Door het bewaken en analyseren van elektro-encefalografische, elektromyografische en elektrocardiografische signalen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van slaap.Zoals hoe slaap twee essentiële en evolutionair bewaarde behoeften verzoent. Die er zowel continu als fragiel zijn. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het standaard polysomnografie gebruikt om non-REM-slaap op een nieuwe manier te scoren die gebaseerd is op de variabele gedragsreacties op externe stimuli.We hadden voor het eerst het idee voor deze methode toen we observeerden dat slapende muizen variabele reacties vertoonden op lawaai, zoals wakker worden en door slapen. Over het algemeen zullen individuen die nieuw zijn met deze methode worstelen omdat het chirurgische vaardigheid, minimale experimentele inspanning en geavanceerde analyse combineert. Visuele demonstratie van deze methode is cruciaal omdat verschillende essentiële stappen nieuw zijn in het veld.In het bijzonder met betrekking tot de gedragsontwerp en gegevensanalyse. De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot de diagnose van slaapstoornissen bij mensen. Omdat het de momenten van slaap identificeert die zeer kwetsbaar zijn.Om de procedure te beginnen, bereid EEG ecogeolectrodes voor met behulp van 0,5 centimeter lange stukken gouddraad, elk gesoldeerd op een goud geplateerde stalen schroef. Reinig ze vervolgens in 70% ethanol. Bereid vervolgens twee EMG-ECG-elektroden voor met drie tot vier centimeter lange gouddraden.Buig de draden op een hoek van 90 graden op een centimeter van het ene uiteinde en maak een spiraal op het andere uiteinde. Buig tussen de twee uiteinden de draad om een kleine kromming te creëren die overeenkomt met het oppervlakteprofiel van het bot tussen het cerebellum en lambda. Bereid vervolgens een zes-kanaals vrouwelijk naar mannelijk hoofdconnector voor door de connector van zowel vrouwelijke als mannelijke pinnen aan de basis met tape te bedekken.Voeg vervolgens aan de pinnen op de hoeken wat tin toe om het solderproces te vergemakkelijken. In deze stap, plaats een geanesthetiseerd dier op het stereotactische apparaat door de mond te positioneren. Dit zal de muizenkop fixeren.Fixeer vervolgens het hoofd door de oorstaven op de schedel te positioneren met hun stompe uiteinden. Vervolgens de huid op het midden van de schedel optillen en de opgeheven portie huid voorzichtig langs de middellijn vanaf de bovenkant van de nek tot het niveau van de ogen snijden. Vervolgens de hoofdhuid verwijderen.Zorg ervoor dat het raam groot genoeg is om de bregma en de lambda-spleet van de schedel duidelijk te zien. Bevestig de huid aan beide kanten met bulldog serafines om toegang tot het bot te garanderen. Vervolgens verwijdert u voorzichtig het bindweefsel met een scalpel.Reinig het gebied met jodium-gebaseerd desinfectiemiddel en droog de schedel met een antiseptisch wattenstaafje. Gebruik vervolgens een scherp scalpelblad om de schedel te krabben om een ​​schone en matte botoppervlakte te verkrijgen. Gebruik alleen de punt van het scalpel om een rasterachtig gaaswerk van groeven te krabben met een afstand van een tot twee millimeter tussen de groeven.Voer vervolgens vier craniotomieën uit in de schedel op specifieke locaties met een microboor. Tijdens het boren, blaas het botmeel weg met behulp van een pasteurpijp en reinig eventuele bloedingen met antiseptische wattenstaafjes. Als er bloedingen optreden, zorg er dan voor dat deze volledig gestopt zijn voordat u het proces hervat.Gebruik een hemostatisch sponspatje om de hemostase te versnellen. Fixeer de schroef in een hemostatische klem. Schroef op de linker hemisfeer twee goud geplateerde schroeven door de craniotomieën.Houd de klem verticaal boven de craniotomie en draai de schroef terwijl u niet van de verticale positie afwijkt. Open voorzichtig de hemostatische klem om de schroef los te laten. Schroef op de rechter hemisfeer de eerder voorbereide elektroden door de craniotomieën.Voeg een druppel lijm toe aan het middelste deel van de schedel om een ​​strakke hechting van de linker EMG-ECG te garanderen. Til voorzichtig de rand van de huid van de nekspieren op met pincetten en breng de EMG-ECG-draden met de opgerolde uiteinden in de spieren. Om de hart-ECG-signalen tijdens de slaap te detecteren, zorg ervoor dat de EMG-ECG-draad tot een diepte van ongeveer 0,8 tot één centimeter in de spier wordt ingebracht.Plaats de linker EMG-ECG naast de achterste linker verankeringsschroef. Herhaal de procedure om de rechter EMG-ECG in te brengen. Plaats de rechter EMG-ECG naast de voorste linker verankeringsschroef.Zorg ervoor dat de lus-einden zo ver mogelijk van elkaar geplaatst zijn. Het is belangrijk dat de EMG-ECG-draden voldoende diep in de spier worden ingebracht om de hartslag betrouwbaar te kunnen detecteren. Gebruik een spatel om de tweecomponenten epoxylijm op de schedel tussen en rond de schroeven aan te brengen.Laat het in het licht drogen, maar bescherm de ogen van het dier tegen overmatige verlichting. Probeer de connectorpennen zo dicht mogelijk bij elkaar te plaatsen om de hoogte van het implantaat te minimaliseren met behulp van een kleine krokodillenlamp. Soldeer de vier pinnen op de hoek van de connector aan de vier draden.Minimaliseer de tijd in contact met de soldeerbout, omdat deze de schroeven snel verwarmt. Vul vervolgens de ruimte tussen de lijm en de connector met tandheelkundig cement en bedek de gesoldeerde delen. Creëer een glad oppervlak en vermijd scherpe randen die het dier kunnen verwonden.Vermijd bovendien contact met de huid, omdat dit tot jeuk leidt. Verwijder nu de bulldog serafines. Desinfecteer de wond met jodium-gebaseerd desinfectiemiddel.Als het nodig is, sluit de wond met hechtpunten voor en achter de connector. Monitor vervolgens het dier elke dag ge

quantifying-infra-slow-dynamics-spectral-power-heart-rate-sleeping

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Een chirurgische techniek voor implantatie van in de handel verkrijgbaar telemetrie zenders gebruikt worden voor continue meting van biopotential (een-lead ECG), hartslag, lichaamstemperatuur en bewegingsactiviteit in vrij bewegende muizen wordt getoond. Aanbevelingen en protocollen voor de post-operatieve zorg en pijnbestrijding, het verbeteren van het herstel, het welzijn en overleving worden ook gepresenteerd.

Implantatie van radiotelemetrie zenders Opbrengst Gegevens over ECG, hartslag, lichaamstemperatuur en activiteit in Free-bewegende laboratoriummuizen

This video demonstrates a protocol for implanting an electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) electrode assembly in an anesthetized mouse. The process involves securing the mouse on a stereotaxic frame, making a midline incision in the skull, drilling holes for the electrodes, and fixing the electrode unit for signal recording. After recovery, the mouse's sleep-wake behavior is analyzed using the recorded signals.

Analyzing Sleep Behavior in Mice through Electroencephalogram and Electromyogram Recordings

De registratie van elektro-encefalogram (EEG) en elektromyogram (EMG) bij muizen die zich vrij kunnen bewegen, is een cruciale stap om gedrag en fysiologie te correleren met slaap en waakzaamheid. Het experimentele protocol dat hier wordt beschreven, biedt een kabelgebaseerd systeem voor het verkrijgen van EEG- en EMG-opnamen bij muizen.

Huisstijlen Opname Procedure voor het meten van de Slaap in Muizen

Hier presenteren we een protocol om te slaan van de hersenen en hart bio signalen in muizen met behulp van gelijktijdige video, elektro-encefalografie (EEG) en elektrocardiogram (ECG). Ook beschrijven we methoden voor het analyseren van de resulterende opnamen van het EEG-ECG voor vangsten, EEG spectrale vermogen, hartfunctie en hartfrequentie-variabiliteit.

Gelijktijdige Video-EEG-ECG controle om te identificeren Neurocardiac dysfunctie in muismodellen van epilepsie

Beschrijven we een hoge-doorvoer-methode voor het meten van de slaap door middel van activiteiten gebaseerde home-kooi bewaking. Deze methode biedt voordelen ten opzichte van traditionele EEG gebaseerde methoden. Het kan is goed gevalideerd voor de bepaling van de totale slaap duur en een krachtig hulpmiddel voor de monitoring van de slaap in knaagdier modellen van ziekten bij de mens.

Noninvasive, High-throughput bepaling van de duur van de slaap in knaagdieren

De baroreflex is een hartslagregulatiemechanisme door het autonome zenuwstelsel als reactie op bloeddrukveranderingen. We beschrijven een chirurgische techniek om telemetriezenders te implanteren voor continue en gelijktijdige meting van elektrocardiogram en bloeddruk bij muizen. Dit kan spontane baroreflexgevoeligheid bepalen, een belangrijke prognostische marker voor hart- en vaatziekten.

Implantatie van gecombineerde telemetrische ECG- en bloeddruktransmitters om spontane baroreflexgevoeligheid bij bewuste muizen te bepalen

Hier presenteren we een stapsgewijs protocol voor een semi-geautomatiseerde benadering om murine long-term elektrocardiografie (ECG) -gegevens te analyseren voor basis-ECG-parameters en veel voorkomende aritmieën. Gegevens worden verkregen door implanteerbare telemetrietransmitters in levende en wakkere muizen en geanalyseerd met behulp van Ponemah en zijn analysemodules.

Analyse van langdurige elektrocardiografie-opnames om aritmieën bij muizen te detecteren

Dit protocol heeft tot doel een nieuwe methodologie te beschrijven om de intrinsieke cardiale vuursnelheid te meten met behulp van micro-elektrode array-registratie van het hele sinoatriale knoopweefsel om pacemaking-defecten bij muizen te identificeren. Farmacologische middelen kunnen ook in deze methode worden geïntroduceerd om hun effecten op intrinsieke pacemaking te bestuderen.

Micro-elektrode array-opname van de vuursnelheid van de sinoatriale knoop om intrinsieke cardiale pacemakingdefecten bij muizen te identificeren

We presenteren een softwarepakket met een grafische gebruikersinterface voor onderzoekers zonder codeerervaring om slaapstadia bij muizen te scoren met een eenvoudige download en bediening.

IntelliSleepScorer, een softwarepakket met een grafische gebruikersinterface voor muizen Geautomatiseerde Sleep Stage Scoring

Een krachtige manier om de neuronale lawines, dat wil zeggen schaal-invariant spatio-temporele activiteit uitbarstingen, indicatief van kritieke toestand dynamiek in cortex te bestuderen. Lawines ontstaan ​​spontaan in de ontwikkeling van oppervlakkige lagen van gekweekte hersenschors, die voor de lange termijn metingen van de activiteit mogelijk maakt met vlakke geïntegreerde multi-elektrode arrays (MEA) onder nauwkeurig gecontroleerde omstandigheden.

Multi-electrode array Opnamen van neuronale Lawines in organotypische culturen

Leer polysomnografie om non-REM-slaap bij muizen te scoren op basis van gedragsreacties op akoestische stimuli. Deze methode analyseert EEG-, EMG- en ECG-signalen om neurale en cardiale coördinatie tijdens slaap te bestuderen.

Quantum Infra-slow Dynamics of Spectral Power en Heart Rate in slaapmuizen

Meer video's verkennen