Computergebaseerd Multitaper Spectrogram programma voor Elektroencephalografische gegevens

Dit protocol is belangrijk omdat het gebruikers in staat stelt om aanpasbare multitaper spectrogrammen te ontwikkelen zonder voorafgaande kennis van signaalverwerking. Het belangrijkste technische voordeel van het programma is het gebruiksvriendelijke ontwerp van het programma en de mogelijkheid om multitaper spectrogrammen te maken met behulp van computers zonder MATLAB-licenties. Zeven tot 10 dagen na de elektrodeimplantatieoperatie, configureer het data-acquisitiesysteem om alle signalen in millivolts op te nemen en eeg-opnames te verkrijgen voor de gewenste experimentele duur.

Versterk en digitaliseer de ongefilterde EEG-signalen met behulp van de juiste instrumentatie en software voor gegevensverwerving. Dan hebben twee verschillende individuen onafhankelijk score elke 10-seconden bin van de digitale EEG, blauw spoor, en EMG, zwart spoor, opnames als wakkerheid, REM-slaap, of niet-REM-slaap in een geschikte slaap scoren software programma. Download het gecompileerde Multitaper Spectrogram Programma.

Voor spectrogramberekening verkrijg je ruwe, onbewerkte EEG-gegevens in de bestandsindeling EDF of CSV en plaats het bestand op dezelfde locatie als het gecompileerde programmabestand en start u het Spectrogram-programma. Volg de pop-upprompts en selecteer de juiste bestandsindeling. Voer de volledige EEG-bestandsnaam in en selecteer de parameters voor de spectrogramberekening.

Voer titels in voor zowel het spectrogram als eeg. Klik vervolgens op Bestand en Opslaan om het resulterende spectrogram en EEG-trace op te slaan in de gewenste bestandsindeling. Dit cijfer toont representatieve gelijkenissen en verschillen in corticale EEG tijdens wakkerheid, niet-REM-slaap, en REM-slaap.

Dit hypnogram werd gebruikt om de temporele organisatie van de staat van slaap en wakkerheid in kaart te brengen op basis van beoordelingen van de EEG- en EMG-opnames. In tegenstelling tot het gediscretiseerde hypnogram kan een spectrogram worden gebruikt om zeer dynamische veranderingen in EEG-frequentie en -vermogen als functie van tijd te illustreren en om de overeenkomsten tussen het corticale EEG-signaal tijdens wakkerheid en REM-slaap te benadrukken. Deze multitaper spectrogrammen vatten elk vier uur EEG-opnames samen na systemische toediening van zout, morfine, buprenorfine of fentanyl.

Deze figuur toont het gebruik van spectrogrammen om de effecten van verschillende opiaten op corticale EEG-kracht te visualiseren. De slow-wave activiteit aanwezig in de zoute toestand wordt geëlimineerd door morfine en buprenorfine. Na de toediening van fentanyl kan de stroom van slow-wave delta worden waargenomen.

EEG-veranderingen geïllustreerd door de spectrogrammen kunnen verder worden gekwantificeerd en uitgedrukt als de gemiddelde spectrale kracht van elke halve frequentie domineren. Bijvoorbeeld, zoals geïllustreerd in deze grafiek, gemiddeld het spectrale vermogen binnen specifieke EEG-frequentiebanden bleek dat in de 0,5 tot vier hertz frequentiebereik, het EEG-vermogen was veel hoger met zout behandeling dan met buprenorfine. Muizen met chronisch geïmplanteerde EEG- en EMG-elektroden blijven vele maanden gezond, waardoor nieuwe studies van interacties tussen geneesmiddelen en chronische medicijnadministratie mogelijk zijn.

Bovendien kunnen deze technieken nieuwe inzichten verschaffen in de inspanningen om chemische tegenmaatregelen te ontwikkelen tegen opiaten-geïnduceerde ademhalingsdepressie.