Количественная оценка инфра-медленной динамики спектральной мощности и частоты сердечных сокращений у спящих мышей

Laura M. J. Fernandez; Sandro Lecci; Romain Cardis; Gil Vantomme; Elidie Béard; Anita Lüthi

doi:10.3791/55863

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Количественная оценка инфра-медленной динамики спектральной мощности и частоты сердечных сокращений у спящих мышей

9.6K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/55863

⸱

2 августа 2017 г.

Laura M. J. Fernandez¹ , Sandro Lecci¹ , Romain Cardis¹ , Gil Vantomme¹ , Elidie Béard¹ , Anita Lüthi¹

¹Department of Fundamental Neurosciences, University of Lausanne

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы представляем экспериментальные и аналитические процедуры для описания временной динамики нейронных и сердечных переменных не-REM-сна у мышей, которые модулируют реакцию сна на акустические стимулы.

Аннотация

Три состояния бдительности доминируют над жизнью млекопитающих: бодрствование, неточное движение глаз (non-REM) и REM-сон. По мере того, как у свободно перемещающихся животных выявляются больше нейронных коррелятов поведения, это трехкратное подразделение становится слишком упрощенным. Во время бодрствования ансамбли глобальной и местной кортикальной активности вместе с периферическими параметрами, такими как диаметр зрачков и симпатовагиальный баланс, определяют различные степени возбуждения. Остается неясным, в какой степени сон также образует континуум состояний мозга, в пределах которого степень устойчивости к сенсорным стимулам и возбудимости и, возможно, другие функции сна, постепенно меняются и как периферические физиологические состояния меняются. Исследования, продвигающие методы мониторинга нескольких параметров во время сна, а также приписывание созвездий этих функциональных атрибутов, имеют решающее значение для совершенствования нашего понимания сна как многофункционального процесса, в течение которого многие положительные эффекты должны бытьecuted. Идентификация новых параметров, характеризующих состояние сна, откроет возможности для новых диагностических путей при нарушениях сна.

Мы представляем процедуру описания динамических изменений состояния сна, не относящихся к REM, посредством комбинированного мониторинга и анализа сигналов электроэнцефалограммы (ЭЭГ) / электрокортикограммы (ЭКГО), электромиограммы (ЭМГ) и электрокардиограммы (ЭКГ) с использованием стандартных методов полисомнографической записи. Используя этот подход, мы обнаружили, что мышь без REM-сна организована в циклы координированных нейронных и сердечных колебаний, которые генерируют последовательные 25-секундные интервалы высокой и низкой хрупкости внешним стимулам. Поэтому центральные и вегетативные нервные системы координируются, чтобы сформировать поведенчески различные состояния сна во время консолидированного сна без REM. Мы представляем хирургические манипуляции для мониторинга полисомнографического ( т. Е. ЭЭГ / ЭМГ в сочетании с ЭКГ) для отслеживания этих циклов в свободной спящей мышце, анализ на квантыИх динамику и протоколы акустической стимуляции для оценки их роли в вероятности пробуждения. Наш подход уже был распространен на человеческий сон и обещает распутать общие принципы организации не-REM-состояний сна у млекопитающих.

Введение

Сон млекопитающих является поведенческим состоянием покоя и стойкостью к экологическим стимулам. Несмотря на очевидную однородность, полисомнографические и вегетативные параметры указывают на то, что сон перемещается между качественными и количественно различными нервными и соматическими состояниями в различных временных и пространственных масштабах ¹ . От минут до десятков минут происходит переключение между не-REM и REM-сном. Не-REM-сон сопровождается высокоамплитудной низкочастотной активностью в ЭЭГ со спектральным пиком около 0,5-4 Гц, тогда как сон REM показывает регулярную активность ЭЭГ в тета-диапазоне (6-10 Гц) вместе с Мышечная атон....