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Neuroscience

स्पीडिंग पावर में इंफ्रा-धीमी डायनेमिक्स को क्वालिफाइंग और स्लीपिंग मॉस में हार्ट रेट

Published: August 2, 2017 doi: 10.3791/55863
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Fundamental Neurosciences, University of Lausanne

Summary

यहां, हम चूहों में नॉन-आरईएम स्लीप के तंत्रिका और कार्डियक वैरिएबल की अस्थायी गतिशीलता का वर्णन करने के लिए प्रयोगात्मक और विश्लेषणात्मक प्रक्रियाओं को प्रस्तुत करते हैं, जो ध्वनिक उत्तेजनाओं के लिए सोने की प्रतिक्रिया को नियंत्रित करते हैं।

Abstract

तीन सतर्कता वाले राज्यों में स्तनधारी जीवन पर ज़ोर दिया गया है: जाग, गैर-तेजी से आँख आंदोलन (गैर-आरईएम) नींद और आरईएम की नींद। जैसा कि व्यवहार के अधिक तंत्रिका संबंधी संबंधों को स्वतंत्र रूप से बढ़ते जानवरों में पहचाने जाते हैं, यह तीन गुना उपखंड बहुत सरल हो जाता है। जागरूकता के दौरान, ग्लोबल और स्थानीय कॉर्टिकल गतिविधियों के साथ-साथ परिमित पैरामीटर जैसे कि पुष्पक्रम व्यास और सहानुभूति संबंधी संतुलन, विभिन्न स्तरों के उत्तेजना को परिभाषित करते हैं। यह स्पष्ट नहीं है कि किस हद तक सो भी मस्तिष्क राज्यों की निरंतरता बनाता है, जिसके भीतर संवेदी उत्तेजनाओं और उत्तेजना के लिए लचीलापन की स्थिति और शायद अन्य सो कार्य, धीरे-धीरे भिन्न होते हैं-और परिधीय शारीरिक राज्यों के बीच क्या-भिन्नता होती है। नींद के दौरान कई मापदंडों को मॉनिटर करने के तरीकों के साथ-साथ इन कार्यात्मक विशेषताओं के तारामंडल के गुणों को आगे बढ़ाने के लिए शोध, एक बहुक्रियाशील प्रक्रिया के रूप में नींद की हमारी समझ को परिष्कृत करने के लिए केंद्रीय है जिसके दौरान कई फायदेमंद प्रभावों को पूर्व होना चाहिएecuted। नींद के लक्षणों की विशेषता वाले उपन्यास पैरामीटर की पहचान करना सो विकारों में उपन्यास नैदानिक ​​अवसरों के लिए अवसर खोल देगा।

मानक polysomnographic रिकॉर्डिंग तकनीकों का उपयोग कर इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ईईजी) / इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राम (ईसीओजी), इलेक्ट्रोमोरोग्राम (ईएमजी), और इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) सिग्नल के संयुक्त मॉनिटरिंग और विश्लेषण के माध्यम से हम माउस गैर- आरईएम नींद की गतिशील विविधताओं का वर्णन करने के लिए एक प्रक्रिया प्रस्तुत करते हैं। इस दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, हमने पाया कि माउस गैर-आरईएम नींद समन्वित तंत्रिका और कार्डियक दोलनों के चक्रों में व्यवस्थित किया गया है जो बाहरी उत्तेजनाओं को उच्च और निम्न कमजोरी के लगातार 25-सेकंड अंतराल उत्पन्न करता है। इसलिए, केंद्रीय और स्वायत्त तंत्रिका तंत्र समेकित गैर-आरईएम नींद के दौरान व्यवहारिक रूप से अलग नींद राज्यों के रूप में समन्वित होते हैं। हम पॉलिसोमोनोग्राफिक ( यानी, ईईजी / ईएमजी ईसीजी के साथ मिलकर संयुक्त) के लिए सर्जिकल हस्तक्षेप करते हैं इन चक्रों को स्वतंत्र रूप से सोते हुए माउस को ट्रैक करने के लिए मॉनिटरिंग, क्लीटी के विश्लेषणजागने की संभावना में अपनी भूमिका का आकलन करने के लिए अपनी गतिशीलता को ध्वस्त करें और ध्वनिक उत्तेजना प्रोटोकॉल। हमारे दृष्टिकोण पहले से ही मानव सोने के लिए बढ़ा दिया गया है और स्तनधारियों में गैर-आरईएम नींद के सिद्धांतों के आम आयोजन सिद्धांतों को उजागर करने का वादा किया गया है।

Introduction

स्तनधारी नींद एक व्यवहारिक स्थिति है जो पर्यावरण उत्तेजनाओं के लिए आराम और लचीलापन है। इस स्पष्ट एकरूपता के बावजूद, पोलियोमोनोोग्राफिक और ऑटोोनॉमिक मापदंडों से संकेत मिलता है कि नींद कई अस्थायी और स्थानिक स्तर 1 पर गुणात्मक और मात्रात्मक रूप से भिन्न तंत्रिका और दैहिक राज्यों के बीच चलता है। दस मिनट से अधिक मिनटों तक, गैर-आरईएम और आरईएम नींद के बीच स्विच होता है। गैर-आरईएम की नींद ईईजी में बड़े-आयाम, कम आवृत्ति गतिविधि के साथ, ~ 0.5-4 हर्ट्ज के आसपास वर्णक्रमीय शिखर के साथ होती है, जबकि आरईएम नींद थीटा बैंड (6-10 हर्ट्ज) में नियमित ईईजी गतिविधि दिखाती है, साथ में पेशी परमाणु 2 गैर-आरईएम नींद के भीतर, प्रकाश (एस 2) और गहरी धीमी गति वाली तरंग नींद (एसडब्ल्यूएस) के माध्यम से मानव चक्र। जैसा कि उनके नामकरण से पता चलता है, ये दो चरणों क्रमशः 3 , 4 , कम और उच्च उत्तेजना थ्रेशोल्ड दिखाते हैं, और वे मुख्य रूप से कम-घनत्व के घनत्व में भिन्न होते हैंएन्डी कॉर्टिकल ईईजी शक्ति, जिसे धीमी गति वाली लहर गतिविधि (एसडब्ल्यूए; 0.75-4 एचजे) कहा जाता है। गैर-एकरूपता एस 2 और एसडब्लूएस के प्रत्येक व्यक्ति के मुकाबले में मिनटों पर- उप-सेकंड-टाइल्स के लिए बनी रहती है, जो बड़े पैमाने पर एक मुक्केबाज़ी 5 , 6 के दौरान SWA की चर उपस्थिति द्वारा विस्तृत रूप से प्रलेखित है, लेकिन यह भी ईईजी और क्षेत्र संभावित लय उच्च आवृत्तियों, सिग्मा बैंड (10-15 हर्ट्ज) और गामा लय (80 - 120 हर्ट्ज) में स्पिन्ंडल तरंगों सहित (समीक्षा के लिए, 7 , 8 , 9 , 10 देखें )।

सूक्ष्म होने के बजाय, ये भिन्नरूप मानदंडों में सोते हुए कॉर्टिकल राज्य को स्पेक्ट्रम के चरम पर स्थानांतरित करते हैं। गैर-आरईएम की नींद के लिए, एसएचएए की एक प्रमुखता से इन सीमाओं को लेकर राज्यों को अनुमान लगाया जा रहा है कि वेक आवृत्ति वाले घटकों का पर्याप्त अनुपात 11 12 कृन्तकों और बिल्लियों में, हालांकि गैर-आरईएम नींद चरणों में विभाजित नहीं होती है, एक संक्षिप्त अवधि जिसे मध्यवर्ती नींद (आईएस) आरईई नींद की शुरुआत 13 से पहले उभरती है। आईएस के दौरान, आरईएम की नींद की विशेषताओं जैसे कि हिप्पोकैम्पल थेटा गतिविधि और पॉटो-जेनीकुलो-ओस्सीपिटल तरंगों की शुरुआत होती है, जबकि गैर-आरईएम नींद के हस्ताक्षर, जैसे कि स्पिंडल तरंगों और एसडब्ल्यूए, अभी भी मौजूद हैं, जो दो नींद राज्यों 14 , 15 के बीच एक मिश्रण का संकेत है। इसके बावजूद, आईएस कार्यात्मक रूप से अलग हो सकता है क्योंकि यह एंटीडिपेंटेंट्स 16 और पूर्व जागने 17 के दौरान उपन्यास ऑब्जेक्ट प्रस्तुति के द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और यह उत्तेजना की दहलीज 18 सेट करने में योगदान देता है। इसके अलावा, आज़ादी से चलने वाली चूहों के ईईजी और ईएमजी मापदंडों के राज्य अंतरिक्ष भूखंड, 14 अंक के क्लस्टर दिखाते हैं जो गैर-आरईएम की नींद, आरईएम की नींद और जागने के बीच निरंतर है। जागरूकता या आरईएम की नींद दर्ज किए बिना एसडब्ल्यूए में छिटपुट गिरावट भी होती है, जो 14 , 1 9 , 20 के समेकित गैर-आरईएम नींद के दौरान कम-और-उच्च आवृत्ति घटकों के सापेक्ष उपस्थिति में पर्याप्त उतार-चढ़ाव की ओर जाता है। अंत में, गैर REM नींद के दौरान SWA और उच्च आवृत्ति लय की चर अनुपात घटित न केवल समय में, लेकिन यह भी cortical क्षेत्रों 19 के बीच आयाम और तुल्यकालन में क्षेत्रीय मतभेद दिखा।

स्तनधारी गैर आरईएम नींद वर्दी से दूर है हालांकि, क्या इस तरह की एकरूपता उन राज्यों की ओर ले जाती है जो फ़ंक्शन और व्यवहार के गुणों में भिन्न होती हैं, यह स्पष्ट नहीं है। कई प्रकार की नींद विकारों में, निरंतर जागरूकता और अनुचित मोटर व्यवहार द्वारा निरंतर नींद बाधित होती है। इसके अलावा, वर्णक्रमीय विश्लेषण ईईजी 21 में उच्च आवृत्तियों की रिश्तेदार उपस्थिति में परिवर्तन दिखाते हैंऔर ऑटोमोनिक मापदंडों में, जैसे श्वसन की दर और हृदय को पिटाई 22 स्थिर नींद राज्यों का क्रमबद्ध अनुक्रम इस प्रकार परेशान है, और एक अनियंत्रित तरीके से कॉर्टिकल और / या ऑटोोनोमिक उत्तेजना के तत्वों को घुसपैठ करते हैं। इसलिए, नींद राज्यों की निरंतरता को समझना रोगों के लिए संभव प्रासंगिकता है इसके अतिरिक्त, शहरी परिवेशों में पर्यावरण शोर से नींद की उलझन सामान्य स्वास्थ्य जोखिमों से जुड़ी हुई है, नींद 23 के दौरान ऊंची भेद्यता के क्षणों की पहचान करने के लिए यह महत्वपूर्ण है।

स्लीपिंग इंसानों में व्यवहारिक उत्तेजना प्रयोगों से पता चलता है कि एसडब्ल्यूए-वर्चुअल गैर-आरईएम स्लीप (स्टेज एस 3) से उठना कठिन है, जबकि प्रकाश गैर-आरईएम नींद (स्टेज एस 2) और आरईएम नींद शो तुलनीय और निचला उत्तेजना थ्रेसहोल्ड 4 । कम ध्वनि उत्तेजनाओं की कॉर्टिकल प्रोसेसिंग में आरईएम सो, एस 2, और एस 3 24 के बीच काफी भिन्नता है ,25 , यह इंगित करता है कि राज्य-विशिष्ट cortical गतिविधि पैटर्न संवेदी प्रसंस्करण के पहले चरण को विनियमित करते हैं। मनुष्यों में गैर-आरईएम की नींद के लिए, शोर के प्रति जागरूक होने की प्रवृत्ति ईईजी 26 , 27 , 28 में स्पिंडल तरंगों और अल्फा लय की उपस्थिति से भिन्न होती है। स्पिंडल के दौरान थलमकोर्टलिक तालबद्धता के साथ थैलैमिक और कॉर्टिकल दोनों स्तरों पर बढ़ाया अन्तर्ग्रथनी निषेध होता है, जो संवेदी प्रसंस्करण 7 के क्षीणन में योगदान करने के लिए माना जाता है।

समय पर शोर-प्रतिरोधी और कमजोर नींद का आयोजन कैसे होता है, और उनके निर्धारक क्या हैं? चूहों और इंसान दोनों में, हमने हाल ही में इन्फ्रा-धीमा, तंत्रिका तालों में 0.02-Hz दोलन की पहचान की। इस 0.02-हर्ट्ज दोलन के चरण के आधार पर, चूहों ने बाह्य उत्तेजनाओं को चर प्रतिक्रिया दिखाया, या तो जागने या नींद आनाश शोर दिलचस्प बात यह है कि, यह दोलन दिल की धड़कन की दर से संबंधित था, यह दर्शाता है कि स्वायत्त तंत्रिका तंत्र बाहरी उत्तेजनाओं 1 के लिए नींद की भेद्यता के मॉडुलन में भाग लेता है। मेमोरी से संबंधित हिप्पोकैम्पल लय भी इस ताल में आयोजित किए गए थे, और, सबसे ताज्जुब की, इसकी ताकत मनुष्यों में स्मृति समेकन की गुणवत्ता से संबंधित है। 0.02-हर्ट्ज दोलन इस प्रकार कृंतक और मानव गैर-आरईएम नींद का एक संगठनात्मक सिद्धांत माना जाता है जो पर्यावरण और आंतरिक मेमोरी प्रोसेसिंग के लिए दोनों संवेदनशीलता को नियंत्रित करता है। यह फिर से नींद राज्यों के बहुपरामाणु और निरंतर मूल्यांकन के लिए उनकी कार्यक्षमता को पहचानने और संभावित भेद्यता की साइटों की पहचान करने की आवश्यकता पर प्रकाश डाला।

यहां, हम इन ईएजी / ईसीओजी और ईएमजी-ईसीजी मापन, संवेदी उत्तेजनाओं के संपर्क के लिए चूहों के शल्यचिकित्सा के आरोपण सहित इन गतिशीलता के तरंग को निकालने के लिए एक प्रक्रिया प्रस्तुत करते हैं।एन डी विश्लेषण दिनचर्या इस प्रक्रिया में नींद को निरंतर भिन्न-भिन्न होने वाली उच्च संगठित सतर्कता स्थिति के रूप में देखने के लिए एक आधार प्रदान किया जाता है, जिसके दौरान विभिन्न बुनियादी नींद कार्य क्रमिक रूप से निष्पादित होते हैं। अधिक सामान्यतः, प्रक्रिया स्वास्थ्य और बीमारी दोनों राज्यों में नींद के दौरान एक व्यवहारिक परिणाम से पहले वर्णक्रमीय और स्वायत्त सुविधाओं को निकालने के उद्देश्य से दृष्टिकोण पर लागू होती है।

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Protocol

लॉज़ेन यूनिवर्सिटी ऑफ लॉज़ेन एनिमल केयर कमेटी और केंटन डे वौद के सर्विस डे ला कंवमेशन एट डेस एफ़ैयर्स वेटेरियनेरस के अनुसार सभी प्रयोगात्मक प्रक्रियाएं निष्पादित की गईं।

1. ईईजी / ईएमजी-ईसीजी रिकॉर्डिंग के लिए सर्जरी

  1. पशु आवास और चयन
    1. भोजन और पानी के साथ एक 12: 12-एच अंधेरे / हल्के चक्र, अकेले और मानक शर्तों (40% आर्द्रता, 22 डिग्री सेल्सियस) के तहत जानवरों को रखें (C57Bl / 6J, 7 - 9 सप्ताह, 25 - 30 ग्राम) उपलब्ध लिफ़्ट
    2. नींद पर हार्मोनल चक्र के सभी प्रभावों से बचने के लिए केवल पुरुष विषयों का उपयोग करें।
  2. इलेक्ट्रोड की तैयारी
    1. सोने के तार के ~ 0.5 सेमी-लंबा टुकड़े (75% ऑउ, 13% एजी और 12% घन; 0.2 मिमी), प्रत्येक सोने के शीर्ष पर बने हुए ईईजी / ईसीओजी इलेक्ट्रोड का निर्माण (चरण 1.3.11 में इस्तेमाल किया गया) चढ़ाया इस्पात पेंच (3 मिमी लंबाई, आधार पर 1.1 मिमी व्यास; Figur देखनाई 1)। प्रति पशु 2 ईईजी इलेक्ट्रोड तैयार करें और उन्हें 70% इथेनॉल में स्वच्छ करें।
    2. ईएमजी-ईसीजी इलेक्ट्रोड 3-4 सेमी लंबा सोने के तारों (75% ऑउ, 13% एजी और 12% घन; व्यास: 0.2 मिमी) के साथ तैयार करें। एक छोर से 90 डिग्री कोण 1 सेंटीमीटर पर तारों को मोड़ो और दूसरे छोर पर एक कुंडली (1 - 2 मिमी ø) तैयार करें ( चित्रा 1 )। दोनों छोरों के बीच में, सेरिबैलम और लैम्ब्डा के बीच की हड्डी की सतह के प्रोफाइल के अनुरूप छोटी वक्रता बनाने के लिए वायर को मोड़ें।
      1. प्रति पशु 2 ईएमजी-ईसीजी इलेक्ट्रोड तैयार करें
    3. 6-चैनल मादा-टू-मेन हेड कनेक्टर (रेस्टर: 2.54 मिमी x 2.54 मिमी, आकार: 5 मिमी x 8 मिमी x 9 मिमी, पिन आकार: 5 मिमी; चित्रा 1 देखें) तैयार करें।
      1. टेप के साथ महिला और पुरुष दोनों पिनों के आधार पर कनेक्टर को कवर करें।
      2. शल्य चिकित्सा के दौरान ईईजी और ईएमजी-ईसीजी इलेक्ट्रोड के टांका लगाने में मदद करने के लिए 6 पुरुष पिनों में से 4 के सुझावों के लिए सॉलिंग वायर की एक छोटी राशि जोड़ें(चरण 1.3.16 देखें)।

आकृति 1
चित्रा 1। माउस की खोपड़ी पर ईईजी और ईएमजी इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण के लिए साइट्स का योजनाबद्ध प्रदर्शन।
क्रैनीओटॉमीज # 1 और # 2 ~ 2 मिमी पार्श्व मध्य रेखा और ~ 2 मिमी रोस्टर को ब्रॉम्मा में स्थित हैं। क्रैनियोटॉमी # 3 और # 4 लैम्ब्डा को ~ 2 मिमी रोस्टरल स्थित हैं और क्रमशः, मिडलाइन के लिए 4 और 2 मिमी पार्श्व हैं। दो ईईजी इलेक्ट्रोड, सोना-तार वाले स्टील स्क्रू (# 2 और # 4) के शीर्ष पर एक सोने के तार से सवार होकर सही गोलार्द्ध पर हैं। 2 बायां शिकंजा (# 1 और # 3) समर्थन के रूप में काम करते हैं ध्यान दें कि ईएमजी-ईसीजी इलेक्ट्रोड इन 2 समर्थन वाले शिकंजे के साथ संपर्क में नहीं होना चाहिए। ईएमजी-ईसीजी इलेक्ट्रोड 3-4 सेमी लंबे सोने के तार हैं, जो 90 डिग्री के कोण पर 1 सेमी से अधिक की ओर रूब्ररल समाप्त होते हैं और कॉयल सिरों पर कॉयल (1-2 मिमी ø) होते हैं। 2 ईईजी और 2 ईएमजी इलेक्ट्रोडएस 2 x 3-चैनल हेड कनेक्टर से जुड़े हैं, एक तार को एक कोने की पिन से टांका कर, जैसा कि धराशायी लाइनों द्वारा दिखाया गया है। इन इलेक्ट्रोडों और उनके आरोपण के बारे में विस्तृत जानकारी मिल सकती है 2 9 में इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

  1. प्रत्यारोपण शल्य चिकित्सा
    1. एक isoflurane inducing चैम्बर (4 - 5% isoflurane + O 2 1 से 2 एल / मिनट से अधिक 3-4 मिनट) में जानवरों को संवेदनाहारी करें। 5 μg / g carprofen intraperitoneally इंजेक्षन (आईपी) जब कक्ष से माउस को हटाने, stereotaxic निर्धारण से पहले।
    2. स्टीरियोटेक्सिक उपकरण पर माउस को ठीक करने के लिए मानक प्रक्रियाओं का पालन करें। गैस मास्क के माध्यम से isoflurane संज्ञाहरण बनाए रखें (3% isoflurane + ओ 2 1 एल / मिनट पर निर्धारण के दौरान) पूरे सर्जरी में 37 डिग्री सेल्सियस पर शरीर का तापमान बनाए रखेंजीए हीटिंग पैड
      1. विटामिन ए मर्नमेंट लगाने से आँखों को सुखाने से आँखों की रक्षा करें। पंजा वापसी पलटा परीक्षण करके जानवर की शल्य सहिष्णुता के स्तर की जांच करें।
    3. खोपड़ी पर अपनी कुंद के साथ कान की सलाखों के स्थान पर सिर को ठीक करें, उनकी युक्तियों के बजाय रिवर्स समाप्त होता है (कान नहरों को दर्ज किए बिना) 29 । सिर की क्षैतिजता सुनिश्चित करने के लिए मुंह पट्टी (हमेशा की तरह) की स्थिति बनाएं।
      नोट: फिक्सेशन कानों को नुकसान कम करता है, जो ध्वनिक एरेजल प्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है (इस प्रक्रिया के खंड 4 देखें)।
    4. प्रक्रिया के दौरान पशुओं के श्वसन की निगरानी करें, जो ~ 2-3 श्वास / 2 एस पर रहना चाहिए। यदि आवश्यक हो तो गैस औषधि में isoflurane एकाग्रता को समायोजित करें; यह शल्यक्रिया के दौरान बहुत कम हो जाती है, फिक्सेशन के दौरान 3% से 1.0 - 1.5% की प्रक्रिया के अंत में।
    5. अल्ट्रा-दंड इंसुली का इस्तेमाल करते हुए प्रति घंटा एक बार 0.9% NaCl ip के 100 μL इंजेक्ट करेंपशु को हाइड्रेटेड रखने के लिए एन सिरिंज।
    6. सुनिश्चित करें कि जानवर के सिर को उज्ज्वल प्रकाश स्रोत से जलाया जाता है।
    7. 70% EtOH और आयोडीन आधारित निस्संक्रामक (गीला फर सर्जिकल विंडो में प्रवेश करने से बालों को रोकता है) के साथ क्षेत्र को साफ करें।
    8. ऐडसोन संदंश के साथ खोपड़ी के केंद्र में त्वचा को लिफ्ट करें और धीरे-धीरे त्वचा के उतार चढ़ाए हुए हिस्से को मिडलाइन के साथ काटें, गर्दन के ऊपर से ठीक कैंची का उपयोग करके आँखों के स्तर तक। खोपड़ी को निकालें (~ 1 सेंटीमीटर एंटेरोपेस्टरियर, ~ 0.5 - 0.8 सेमी पार्श्व)
      1. यह सुनिश्चित करें कि खिड़की काफी बड़ी है (दोनों तरफ की तरफ) स्पष्ट रूप से खोपड़ी के ब्रेग्मा और लैम्ब्डा फिशर्स को देखने के लिए। हड्डी तक पहुंच सुनिश्चित करने के लिए बुलडॉग सर्फिन के साथ दोनों तरफ त्वचा को ठीक करें।
    9. एक स्केलपेल के साथ सावधानी से खरोंच करके संयोजनयुक्त ऊतक (पेरीओस्टेम) निकालें आयोडीन आधारित निस्संक्रामक के साथ क्षेत्र को साफ करें और एक एंटीसेप्टिक झाड़ू के साथ खोपड़ी को शुष्क करें।
    10. एक तेज स्केलपेल ब्लेड (आकार 15) का उपयोग करना, एस को खरोंच करनाएक साफ और गद्देदार हड्डी की सतह को प्राप्त करने के लिए कुल्ले केवल स्केलपेल टिप का उपयोग करते हुए, खांचे के बीच ग्रिड की तरह एक ग्रिड की तरह मशूल, 1 ~ 2 मिमी की दूरी के साथ खरोंच करें।
      नोट: यह स्टेप 1.3.15 पर खोपड़ी के लिए दो-घटक इपॉक्सी गोंद के लगाव को बेहतर बनाता है।
    11. विशिष्ट स्थानों पर खोपड़ी में 4 क्रैनीओटॉमी (~ 0.7 मिमी ø) प्रदर्शन करने के लिए 1/005 ड्रिल-साइज के साथ एक माइक्रोड्रिल का प्रयोग करें ( चित्रा 1 ; चरण 1.3.11.3 देखें।) पाश्चर पिपेट का उपयोग करके हड्डी की धूल से उड़ जाना और एंटीसेप्टिक स्वास के साथ किसी भी रक्तस्राव को साफ करना।
      1. यदि खून बह रहा होता है, तो सुनिश्चित करें कि यह प्रक्रिया शुरू करने से पहले पूरी तरह से बंद हो गया है। हेमोस्टेसिस को गति देने के लिए एक हेमोस्टैटिक स्पंज का उपयोग करें
      2. पेंच इलेक्ट्रोड (क्रोनीओटॉमी # 2 और # 4) को सम्मिलित करने के लिए दाएं गोलार्ध पर दो क्रैनीओटॉमी का उपयोग करें।
      3. एंकरिंग शिकंजे को सम्मिलित करने के लिए बाईं गोलार्ध में दो क्रैनीओटॉमी का प्रयोग करें जो इम्प्लांट (क्रोनीोटॉमी # 1 और # 3) को स्थिर करेगा।
        नोट: बढ़ोतरी के लिएसे स्थिरता, अप करने के लिए 4 एंकरिंग शिकंजा 29 का इस्तेमाल किया गया है
        नोट: सटीक stereotaxic निर्देशांक हैं: दोनों गोलार्धों पर मिडलाइन से 2 मिमी और ब्रेंमा (क्रोनीओटॉमी # 1 और # 2), 2 मिमी लम्ब्डा से 2 मिमी रोस्टल और 4 मिमी पार्श्व-क्षैतिज (क्रानियाटमी # 3) लैम्ब्डा से 2 मिमी रोस्टल और मिडीलाइन से 2 मिमी पार्श्व-दाएं (क्रानियोटमी # 4)। चित्र 1 देखें
    12. बाईं गोलार्द्ध में, समर्थन के लिए क्रैनीओटॉमी के माध्यम से दो सोना चढ़ाया हुआ शिकंजा स्क्रू करें।
      1. एक हेमोस्टेटिक क्लैंप में पेंच को ठीक करें और क्रैनिओटमी से ऊपर खड़ी रखें। सावधानी से क्रोनियोटमी के ऊपर स्क्रू के नीचे स्थित ऊर्ध्वाधर स्थिति से विचलित न होने पर इसे घुमाएं
        नोट: अंतर्निहित ऊतक 25 पर दबाव को कम करते हुए अच्छा यांत्रिक स्थिरता और उच्च गुणवत्ता वाले संकेत प्राप्त करने के लिए केवल 1.5 रोटेशन पर्याप्त हैं।
      2. दाईं ओर, पूर्व को स्क्रू करेंक्रानियोटॉमी के माध्यम से विचित्र रूप से तैयार इलेक्ट्रोड (चरण 1.2.1 में वर्णित है।)
    13. संदंश की मदद से, गर्दन की मांसपेशियों से त्वचा की सीमा को ध्यान से उठाएं ईएमजी-ईसीजी तारों को सम्मिलित करें, साथ-साथ मांसपेशियों (बाएं और दाएं) के अंदर कुंडली समाप्त हो जाती है खोपड़ी के बीच के हिस्सों को गोंद करें, जैसे बाएं ईएमजी-ईसीजी पीछे वाला लंगर डालना पेंच के आगे आता है, जबकि सही ईएमजी-ईसीजी पूर्वकाल बाएं एंकरिंग पेंच के बगल में स्थित है।
    14. नींद के दौरान हृदय से ईसीजी संकेतों का पता लगाने के लिए, सुनिश्चित करें कि ईएमजी-ईसीजी तारों को ~ 0.8 से 1 सेमी की गहराई तक मांसपेशी में डाला जाता है, साथ ही उनके लूप को एक-दूसरे से संभव के रूप में दूर तक समाप्त होता है।
    15. शिकंजा के बीच और चारों ओर की खोपड़ी को गोंद लागू करने के लिए दो घटक वाले एपॉक्सी गोंद के साथ कवर एक स्पॉटुला का प्रयोग करें। इसे रोशनी में सूखने दें, लेकिन अत्यधिक बिजली से जानवरों की आंखों की रक्षा करें।
      नोट: शिकंजे के कुर्सियां ​​कवर होनी चाहिए, और केवल तार सुलभ होने चाहिए, उभरते हुए frओम गोंद
    16. सुनिश्चित करें कि गोंद सतह से फैले दो ईएमजी-ईसीजी इलेक्ट्रोडों के बीच की जगह को भरता है, ऐसा कि उनके बीच और बिजली के संपर्क में कोई समर्थन नहीं है। खोपड़ी के लिए त्वचा को गोंद नहीं करने के लिए सावधानीपूर्वक भुगतान करें; त्वचा गोंद के चारों ओर घूमने के लिए स्वतंत्र रहनी चाहिए
    17. ईईजी और ईएमजी-ईसीजी तारों को काट लें, जैसे वे गोंद से ~ 0.5 मिमी तक पहुंचते हैं। चरण 1.2.3 में तैयार कनेक्टर के कोने पर चार पिंस को मिलाएं। गोंद ( चित्रा 1 ) से उभरने वाले चार तारों के लिए।
      1. प्रत्यारोपण की ऊंचाई को कम करने के लिए कनेक्टर पिन को यथासंभव रूप से रखने की कोशिश करें; संयोजक की स्थिति का रखरखाव करते हुए स्टेरिओटैक्टिक धारक से जुड़ा एक छोटा मगरमच्छ दबाना का उपयोग करें। सिलाई की टिप के साथ संपर्क में समय कम करें, क्योंकि यह तेजी से शिकंजा गरम करता है।
    18. दांतेदार भागों को कवर करने के लिए दंत सीमेंट के साथ गोंद और संबंधक के बीच की जगह भरें। स्मू बनाएंवें चेहरे और तेज किनारों से बचें जो जानवर को चोट पहुंचा सकते हैं इसके अलावा, त्वचा को छूने से बचें, क्योंकि इससे खुजली होती है।
    19. बुलडॉग सर्फिन निकालें यदि जरूरी हो तो, कनेक्टर के सामने और पीछे एक बाँझ सिवनी धागे (शोषक सॉर्टिंग फाइबर) का उपयोग करके, सरल, बाधित बंद पैटर्न और दो वर्ग समुद्री मील (5-0 एफएस -3 सुई, 45 सेमी फिलामेंट) बनाने के लिए घाव को बंद करें।
    20. जानवरों की निगरानी करें जब तक कि यह पूरी तरह जाग न हो। शल्य चिकित्सा के बाद जानवरों का वजन और वसूली के लिए अपने घर के पिंजरे पर वापस लौटें
  2. सिस्टम के साथ पोस्ट-ऑपरेटिव देखभाल और कनेक्शन
    1. हर हफ्ते जानवरों की निगरानी करें। वजन घटाने, कम या असामान्य गतिविधि, और संक्रमण के लक्षणों के लिए देखो। अपने पशु चिकित्सा अधिकारियों द्वारा स्थापित स्कोअरिंग प्रक्रिया का पालन करें
    2. शल्यक्रिया के 5-6 दिनों के बाद, रिकॉर्डिंग केबल को जानवरों पर सिर कनेक्टर से कनेक्ट करें, इसे अपने घर के पिंजरे में छोड़ दें। रिकोर की शुरुआत के 4 दिन पहले एक अतिरिक्त 4 रुकोडिंग इतना है कि जानवर स्थिति की आदत है और स्वाभाविक रूप से सोता है।

2. सतर्कता राज्य निर्धारण के लिए ईईजी / ईएमजी-ईसीजी डेटा का बुनियादी स्कोरिंग

  1. एक वाणिज्यिक polysomnographic सॉफ्टवेयर ( उदाहरण के लिए, Somnologica, नींद साइन, या साइरेनिया) के साथ 48 घंटे से अधिक ईईजी और ईएमजी-ईसीजी डेटा रिकॉर्ड करें। विशिष्ट सेटिंग्स का उपयोग करें, जैसे 2,000x लाभ; अधिग्रहण के बाद 2,000 हर्ट्ज नमूनाकरण दर, 200 हर्ट्ज के नीचे नमूना; और ईईजी के लिए 0.7-एचजेड हाई-पास फिल्टर और ईएमजी-ईसीजी के लिए 10-एचजेड हाई-पास फिल्टर।
  2. ".edf" फ़ाइल स्वरूप में डेटा निर्यात करें।
  3. कस्टम-लिखित ( जैसे, मैटलैब में) सॉफ़्टवेयर के साथ ".edf" फाइल खोलें , जो अर्ध-स्वचालित रूप से हर 4-एस युगो को जाग, गैर-आरईएम स्लीप, आरईएम स्लीप और संबंधित कलाकृतियों के रूप में वर्गीकृत करता है।
    नोट: वैकल्पिक रूप से, उपलब्ध कई अर्ध-स्वचालित स्कोरिंग सॉफ़्टवेयर उपलब्ध हैं। इस प्रक्रिया में कुछ बुनियादी चरणों का वर्णन किया गया है जो स्कोरिंग डब्ल्यू सेट अप करने के लिए किया जाना चाहिएयहां उपयोग किए जाने वाले स्कोरिंग सॉफ़्टवेयर; अन्य अर्ध-स्वचालित स्कोरिंग सिस्टम अन्य मापदंडों पर आधारित हो सकते हैं।
  4. सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हुए, "। एफ़एफ" फ़ाइलों को 4 बार 12 घंटे रिकॉर्डिंग में अलग करें
    1. ईईजी सिग्नल में मौजूद ईएमजी-ईसीजी गतिविधि से उत्पन्न होने वाली कलाकृतियों को निकालें या एक असंबंधित व्यवहारिक राज्य 1 , 2 9 से ।
    2. ईईजी और ईएमजी-ईसीजी निशान से क्रमशः 12 एच रिकॉर्डिंग पर पूर्ण ईईजी (ईईजी अर्थ ) और ईएमजी (ईएमजी मतलब ) के मूल्य की गणना करें।
    3. प्रत्येक 4-के युग (ईईजी युग / ईएमजी युग ) के औसत ईईजी / ईएमजी मूल्यों को पहचानें
    4. जब ईईजी युग > ईईजी मतलब और ईएमजी युग <ईएमजी मतलब है तो ईईजी युग [ईईजी अर्थ और ईएमजी युग > ईएमजी अर्थ और ईएमजी ईपीओक "ईएमजी मतलब " के रूप में युगों को "जागो" के रूप में वर्गीकृत करें
    5. उन युगों को वर्गीकृत करें जो एस नहीं करते हैं इन मानदंडों को पूर्ववर्ती और बाद के युगों पर आधारित सही एल्गोरिदम के साथ मिटाना।
    6. ईईपी युग का <ईईजी मतलब और ईएमजी युग <ईएमजी मतलब है जब epochs आरईएम नींद के रूप में वर्गीकृत करें
    7. महत्वपूर्ण बिंदुओं को परिशोधित करें, जैसे कि गैर-आरईएम से जागने के लिए संक्रमण, आरईएम की नींद के युग, और गैर-आरईएम नींद के दौरान सूक्ष्म-उत्तेजना उचित सतर्कता राज्य निर्धारण 29 , 30 को सुनिश्चित करने के लिए स्कोरिंग का स्पष्ट रूप से निरीक्षण करें।
      नोट: हमेशा स्कोरिंग के अंतिम दृश्य निरीक्षण और सत्यापन करें।

3. ईईजी और हार्टबीट्स के लिए इंफ्रा-धीमी थ्रेशन के विश्लेषण

  1. इस विश्लेषण के लिए, ≥ 96 एस ( यानी, 4 एस के कम से कम 24 युग) स्थायी गैर-आरईएम नींद का चयन करें; चित्रा 2 देखें
    नोट: अनुरोध पर उपलब्ध अनुकूलित रूटीन 1 हैं
ve_content "> चित्र 2
चित्र 2। Undisturbed गैर- REM नींद के दौरान सिग्मा पावर डायनेमिक्स को निर्धारित करना।
( ए ) शीर्ष, एक माउस में प्रकाश चरण के पहले 100 मिनट के दौरान ईईजी (काला) और ईएमजी-ईसीजी (ग्रे) निशान। सतर्कता स्थितियों को कच्चे निशान के ऊपर रंगीन पट्टी से दर्शाया गया है। एक निरंतर (> 96-एस) गैर-आरईएम नींद मुकाबला का मध्य, विशिष्ट उदाहरण नीचे, बेतरतीब ढंग से उठाए गए, 16-के अंतराल जो उप-विभाजन को 4-एस युगों में दर्शाता है विश्लेषण के निम्न चरण केवल इन चार युगों के लिए दिखाए जाते हैं, लेकिन यह मुकाबला में निहित हर युग के लिए मान्य है। ( बी ) ए के नीचे के पैनल में दिखाए गए 4-एस युगों से उत्पन्न शीर्ष, चार लगातार एफएफटी। सिग्मा बैंड (10-15 हर्ट्ज) लाल रंग में छायांकित है शीर्ष दाईं ओर, 1-एस इन्सट, जो पिछले युग से दिखाया गया है जो स्क्वायर ईएमजी-ईसीजी सिग्नल में मौजूद आर-तरंगों को दर्शाता है। नीचे, समय के पाठ्यक्रम सिग्मा शक्ति से संबंधित इसी स्पेक्ट्रम से निकाली गई बिंदीदार रेखाएं प्रदर्शन के लिए चयनित चार गैर-आरईएम बोटों के पहले और बाद में बिजली के मूल्यों को जारी रखने के लिए स्पष्ट करती हैं। ( सी ) सामान्यीकृत सिग्मा पावर (लाल) और दिल की धड़कन (बीपीएम) (ग्रे) समय के पाठ्यक्रमों के साथ, खड़ी डैश्ड लाइनों के बीच स्थित (बी) में सचित्र हिस्से के साथ नीचे सिग्मा बैंड (10-15 हर्ट्ज) में इसी फ़िल्टर वाला ईईजी संकेत है। ( डी ) एफएफटी के परिणाम (सी) में दिखाए गए सिग्मा पावर टाइम कोर्स पर गिना गया, जिसमें 0.016 हर्ट्ज पर एक प्रमुख चोटी का प्रदर्शन किया गया। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

  1. तेजी से फूरियर रूपांतरण (एफएफटी) की गणनाओं का उपयोग करके 4-एस डिब्बे में सिग्मा आवृत्ति बैंड (10-15 हर्ट्ज) वर्णक्रमीय शक्ति ( चित्रा 2 ए और बी ) के लिए पावर मूल्य निकालें"> 1
  2. सभी गैर-आरईएम नींद युगों के लिए प्रत्येक आवृत्ति बिन में मूल्यों की औसत दर से गैर-आरईएम की नींद के लिए आधार रेखा वर्णक्रमीय शक्ति की गणना करें (सतर्कता राज्यों के बीच संक्रमण के कलाकृतियों और युगों को इस औसत से बाहर रखा गया है)। प्रत्येक युग के सिग्मा पावर मूल्यों को ब्याज की अवधि के दौरान गैर-आरईएम नींद के दौरान सिग्मा बैंड की औसत शक्ति में सामान्यीकृत करें। समय के साथ प्लॉट ( चित्रा 2 सी )
  3. बिजली गतिशीलता ( चित्रा 2 डी ) 1 के थरथरानवाला आवृत्ति घटकों को प्रकट करने के लिए खिड़की के छिद्र के साथ सिग्मा पावर टाइम कोर्स के एफएफटी की गणना करें।
  4. ध्यान दें कि गैर-आरईएम स्लीप बोट्स के अलग-अलग समय होने के कारण, परिणामस्वरूप एफएफ़टी के विभिन्न आवृत्ति संकल्प होते हैं। सबसे लंबे समय तक गैर-आरईएम नींद मुठभेड़ से प्राप्त उच्चतम संकल्प को समायोजित करने और सभी मुकाबलों के एफएफटी औसत करने के लिए इंटरपाल्ट।
  5. इन एनालिसिस को जारी रखेंईईजी और ईसीजी संकेतों की गतिशीलता के बीच चरण संबंधों का वर्णन करने के लिए।
  6. 30-हर्ट्ज उच्च-पास फ़िल्टरिंग के बाद स्क्वायर ईएमजी-ईसीजी सिग्नल से दिल की धड़कन के आंकड़े को निकालें, आर तरंग की चोटी की पहचान के लिए उचित दिनचर्या का उपयोग करें।
    नोट: 80 एमएस करने के लिए दो आर लहरों के बीच कम से कम समय अंतराल बाधा की वजह से मांसपेशियों हिल 1 करने के लिए कभी-कभी artefactual चोटियों के शामिल किए जाने से बचने के लिए मदद करता है।
  7. आरआर अंतराल को मापें और प्रत्येक 4- बी बिन ( चित्रा 2 बी और सी ) में प्रति मिनट धड़कता है (बीपीएम) का मतलब हृदय गति।

4. शोर के लिए एक्सपोजर

  1. कस्टम लिखित सॉफ़्टवेयर के माध्यम से आवाज़ उत्पन्न करें (यानी, सफेद शोर) अवधि 20 से और 90 डीबी एसपीएल (पिंजरे के अंदर मापा) की तीव्रता निर्धारित करें। मानक सक्रिय वक्ताओं 1 के माध्यम से आवाज़ खेलें
  2. शल्य चिकित्सा के बाद, फिर से अवकाश के लिए आबादी के दौरानडिंग की स्थिति, प्रयोगात्मक आवाज़ों को बेतरतीब ढंग से खेलते हैं, कई बार पूरे दिन और अलग-अलग क्षण 1 पर ।
  3. प्रयोगात्मक स्थिति में (ईईजी / ईएमजी / ईसीजी डेटा रिकॉर्ड करते समय), शोर छद्म-यादृच्छिक रूप से हल्की शुरुआत (जेडटी0) पर 100 मिनट के दौरान खेलते हैं। शोर चलाने के लिए, निम्नलिखित शर्तों को पूरा करें 1 :
    1. सुनिश्चित करें कि माउस> 40 एस के लिए गैर- REM नींद में रहा है
    2. यह सुनिश्चित करें कि पिछले एक्सपोजर 4 मिनट से अधिक पहले हुआ।
      नोट: यह प्रति सत्र ~ 15 एक्सपोज़र का परिणाम है।
  4. रिकॉर्डिंग समय की शुरुआत और प्रत्येक शोर एक्सपोजर की शुरुआत को चिह्नित करें। प्रक्रिया के दौरान गैर-आरईएम नींद की वर्णक्रमीय संरचना के प्रयोगकर्ता को अंधे रहें।
  5. पॉलिस्मॉन्गोग्राफ़िक सॉफ़्टवेयर 1 , 2 9 के साथ सभी डेटा प्राप्त करें।

5. व्यवहार के परिणाम के आधार पर नींद के पीछे का विश्लेषणशोर को एक्सपोजर

  1. शोर एक्सपोज़र टाइम्स 1 के ज्ञान के बिना, एक 4-रिज़ॉल्यूशन में मैन्युअल रूप से ईईजी / ईएमजी-
  2. ईईजी / ईएमजी -ईसीजी / शोर एक्सपोज़र डेटा 1 को निकालने के लिए कस्टम लिखित स्क्रिप्ट का उपयोग करें।
  3. शोर एक्सपोजर ( चित्रा 3 ए ) के दौरान ईईजी और ईएमजी सिग्नल दोनों ही अस्थिर रहने के दौरान नींद-इन के रूप में स्कोर। EGG-ECG इलेक्ट्रोड ( चित्रा 3 बी ) पर एस्क्लोज्ड पेशी गतिविधि के साथ संयोजन में ईईजी आयाम घटता है और ईईजी आवृत्ति बढ़ जाती है जब एक जाग उठाओ।
  4. परीक्षणों को छोड़ें जिसमें पूर्व उत्तेजना अवधि के दौरान या पहले 4 शोर एक्सपोजर ( चित्रा 3 डी ) के दौरान जानवरों को उजागर किया गया था।
  5. सभी शामिल परीक्षण ("वेक-अप" और "स्लीप-थ्रू") में वेक-अप परीक्षणों के अनुपात के रूप में औसतन सफलता दर को परिभाषित करें।
  6. सभी शामिल परीक्षणों में, वें के दौरान सिग्मा पावर की गतिशीलता की जांच करेंई प्री-प्रोत्साहन अवधि ( चित्रा 3 ई ) 1 ।

चित्र तीन
3 चित्र। शोर शुरूआत के उत्तर में व्यवहारिक परिणाम: प्रतिनिधि के नतीजे जो विश्लेषण से बनाए गए या बहिष्कृत किए गए थे
( एडी ) ईईजी (काला) के कच्चे निशान और इसी ईएमजी-ईसीजी (ग्रे) संकेतों को शोर शुरू होने से पहले और 20 शोर शोर के दौरान, नीले रंग के क्षेत्र द्वारा प्रतिनिधित्व किया गया। सतर्कता राज्यों को रंग कोड में दर्शाया गया है। विश्लेषण में शामिल किए गए डेटा को स्पष्ट करने के लिए, प्रतिनिधि "स्ली-थ्रू" ( ए ) और "वेक-अप" ( बी ) की घटनाओं को दिखाया गया है। उन परिणामों को त्याग दिया गया जिनमें आरईएम नींद ( सी ) और एक असामयिक "वेक-अप" प्रतिक्रिया ( डी ) में बदलाव शामिल थे। इनसेट एक expan दिखाता हैईईजी और ईएमजी-ईसीजी के रेड स्लीप के लिए विशेषता का डिस्ड भाग ( ई ) "सो-थ्रू" (बाएं) और एक "वेक अप" (दाएं) घटना के दौरान शोर शुरू होने से पहले 40-s विंडो में सिग्मा पावर डायनामिक्स के विशिष्ट उदाहरण। सिग्मा बैंड के लिए कच्चे ईईजी ट्रेस बैंडपास-फ़िल्टर्ड ऊपर दिखाया गया है। नीला क्षेत्र शोर शुरुआत का प्रतिनिधित्व करता है। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

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Representative Results

चित्रा 2 ए (शीर्ष पैनल) वर्णित (वर्ण 1 देखें) के रूप में प्रत्यारोपित पोलियोमोनोजी इलेक्ट्रोड के माध्यम से दर्ज किए गए सहज-स्लीप-वेक व्यवहार के 100 मिनट के हिस्सों को दिखाता है। गैर-आरईएम नींद की शुरुआत में ईईजी और ईएमजी आयाम में वृद्धि और घट जाती है स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं। आंतरायिक आरईएम नींद ईईजी आयाम में कमी और ईएमजी टोन में एक और कमी से चिह्नित है जो इस संपीड़ित समय के पैमाने पर दिखाई नहीं दे रहा है। एक गैर-आरईएम नींद की चक्कर पर ज़ूमिंग से ईईजी में उच्च आयाम धीमी गति से तरंगों का पता चलता है, और ईएमजी-ईसीजी ट्रेस में, निम्न मांसपेशी गतिविधि, जिस पर हृदय गति के आरआर अंतराल ऊर्ध्वाधर विक्षेपण ( चित्रा 2 ए , मध्यम और निचले पैनल)। एक FFT सभी 4-एस युगों ( चित्रा 2 बी ) में एसडीए के प्रभुत्व को दर्शाता है। मतलब sigm प्लॉटिंगइन युगों में से प्रत्येक के लिए एक शक्ति (10-15 हर्ट्ज, लाल छाया की पट्टी) इसके अलग-अलग समय का पता चलता है, साथ ही विपरीत दिशा के साथ हृदय की दर में भिन्नता दिखाई देती है। गैर-आरईएम के पूरे सर्विंग पर इस विश्लेषण को पूरा करना और अर्थ के सामान्य होने का अर्थ है कि मूल्यों के आसपास सिग्मा पावर में नियमित रूप से भिन्नताएं उजागर होती हैं ( चित्रा 2 सी )। इस पावर टाइम कोर्स पर फूरियर विश्लेषण में 0.02 हर्ट्ज के आसपास एक प्रमुख शिखर दिखाया गया है, जो कि 50 के अंतरालों ( चित्रा 2 डी ) में सिग्मा पावर की आवधिक वृद्धि को दर्शाती है।

0.02-हर्ट्ज दोलन के कार्य की जांच करने के लिए, बताई गई शर्तों के अनुसार, सोते समय चूहों को 90 डीबी के 20-दालों के संपर्क में डाला गया। चित्रा 3 ऐसे शोर एक्सपोजर के कुछ प्रयोगात्मक परिणामों को प्रदर्शित करता है। जब चूहों को शोर के दौरान जागरुक नहीं हुआ, और ईईजी और ईएमजी-ईसीजी वेवफॉर्म अस्थिर बने रहे, तो इसका परिणाम वर्ग था"सो-थ्रू" ( चित्रा 3 ए ) के रूप में आइडिया जब ईईजी आयाम में कमी आई और ईएमजी गतिविधि मनाई गई, तो परिणाम "वेक अप" ( चित्रा 3 बी ) के रूप में चलाया गया। कभी-कभी, एक परीक्षण ( चित्रा 3 सी ) के दौरान चूहों ने आरईएम की नींद में बदल दिया या शोर शुरू होने से पहले ( चित्रा 3 डी ) 40 के अंतराल में उठी। इन घटनाओं को विश्लेषण से बाहर रखा गया था, क्योंकि हमारी दिलचस्पी विशेष रूप से शोर एक्सपोजर ("स्लीप-थ्रू" या "वेक-अप") के परिणाम से पहले समेकित गैर-आरईएम नींद की पहचान करने के लिए थी। शोर उत्तेजना से पहले 40-एस अवधि में सिग्मा पावर की गणना करते हुए दिखाया गया कि 0.02-हर्ट्ज दोलन एक "नींद के माध्यम से" ( चित्रा 3 ई , बाएं पैनल) हुआ, जबकि इसकी एक "वेक- अप & #34; घटना ( चित्रा 3 ई , दाएं पैनल) इसलिए, ध्वनिक उत्तेजना के लिए एक चर व्यवहार परिणाम के आधार पर माउस की पूर्व-आरईएम नींद स्कोरिंग, सिग्मा पावर में 0.02-हर्ट्ज दोलन के चरण की पहचान करता है, क्योंकि शोर के लिए चर लचीलापन के साथ नींद के लिए एक पहचान है।

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Discussion

यहां, हम दिखाते हैं कि ईईजी, ईएमजी, और ईसीजी वैरिएबल को एकीकृत करने वाली गैर- आरईएम नींद की निरंतर अस्थायी प्रोफ़ाइल कैसे स्थापित करें। यह माउस नींद का एक समेकित विवरण विकसित करने की ओर पहला कदम है, जो कि पहले अज्ञात बार-बार की पहचान करने में मदद कर सकता है, जिस पर गैर-आरईएम नींद 1 के दौरान उच्च और निम्न लचीलापन का आयोजन किया जाता है। इसी तरह की एक अस्थायी संरचना को मानव-गैर-आरईएम नींद में एक समान विश्लेषण 1 के माध्यम से वर्णित किया गया था।

यहां प्रस्तुत प्रक्रिया दो गोल पूरे करती है सबसे पहले, हम इस बात पर ध्यान देते हैं कि पोलीसमॉन्गोग्राफिक तकनीक चूहों में गैर-आरईएम की नींद की अवधि के दौरान ईईजी और ईएमजी-ईसीजी संकेतों को पूरी तरह से प्रदान कर सकती है। मांसपेशी एनोोनिया के कारण आरईएम नींद के दौरान ईएमजी निशान में दिल की धड़कन सबसे ज्यादा स्पष्ट होती है, और मांसपेशियों की टोन और सामयिक मांसपेशियों की संख्या में बढ़ोतरी के कारण इसे गैर-आरईएम की नींद में अधिक छिपा हुआ है। ईएमजी-ईसीजी इलेक्ट्रोड डालनेमांसपेशियों में गहराई से और उन्हें संभवतया दूर के रूप में रखने से दिल की आर तरंगों के आयाम बढ़ जाता है, जैसे कि वे पृष्ठभूमि की मांसपेशी टनस से स्पष्ट रूप से उभरते हैं। शिखर का पता लगाने के लिए रूटीन तो गैर-आरईएम नींद से ईएमजी-ईसीजी सिग्नल से दिल की दर को निकालने और इसके परिवर्तनशीलता की मात्रा का ठहराव करने की अनुमति है।

ईईजी / ईएमजी और ईसीजी पर नज़र रखने के लिए टेलीमेट्री आधारित प्रौद्योगिकियों का तेजी से उपयोग किया जाता है, लेकिन बैंडविड्थ और स्थिरता के मामले में पूरी तरह वर्णक्रमीय विश्लेषण के लिए आवश्यक संकेतों की गुणवत्ता कम होती है। इसके अलावा, एकल चैनल ट्रांसमीटर भी काफी आकार के होते हैं, और गर्भाशय ग्रीवा के चमड़े के नीचे के क्षेत्र में या शरीर के गुहा में उनका आरोपण जानवर की कल्याण और परेशान नींद को प्रभावित कर सकता है। इसके बावजूद, ऐसे उपकरणों को विकसित करना आवश्यक है जो केंद्रीय और ऑटोमोनिक मापदंडों का विस्तार करने के लिए आवश्यक है जिन्हें एक साथ चूहों में बिना सोखों के दौरान पीछा किया जा सकता है, जो कि सी का पशु मॉडल हैनींद अध्ययन के लिए पसंद सिर संयम जैसे तकनीकों के संयोजन में, जो गैर-आरईएम और आरईएम दोनों के डेटा के संग्रह से अनियंत्रित वर्णक्रमीय प्रोफाइल 1 , 1 9 के साथ चूहों में सोता है , नींद के दौरान बहुप्रामाणिक माप को अब नियंत्रित व्यवहार परीक्षण के साथ जोड़ा जा सकता है।

दूसरा, हम यहां मौजूद विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण को ब्याज 1 की पहचान बनाने में शामिल मस्तिष्क क्षेत्र को परिभाषित करने के लिए स्थानीय क्षेत्र की क्षमता पर भी लागू किया जा सकता है। इसके अलावा, यह न्यूरोनल आबादी के वर्णक्रमीय व्यवहार और सतत ( उदा।, वर्णक्रमीय बैंड) और असतत ( जैसे दिल की दर या श्वसन) चर के लिए, रिपोर्ट करने के लिए तेजी से इमेजिंग तकनीकों पर लागू होता है। इसका समय संकल्प सतर्कता राज्य को स्कोर करने के लिए चुना गया युग की अवधि तक सीमित है। अनिवार्य रूप से, गैर-आरईएम एस से प्राप्त सिग्नल के मानक वर्णक्रमीय विश्लेषणपंसद के बाद प्रत्येक युग के लिए व्यक्तिगत संकेतों की शक्ति घनत्व मूल्यों के एक संरेखण द्वारा पीछा किया जाता है। फिर, इन विद्युत गतिशीलता का वर्णक्रमीय विश्लेषण संरचना में आवधिकताओं को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। चूहों और मनुष्यों दोनों में, हमारे दृष्टिकोण में 0.02-हर्ट्ज दोलन मिला, साथ तुलनीय गुण 1 , जो कि स्तनधारी नींद की संरचना के लिए एकजुट पहचान के रूप में योग्य था।

एक महत्वपूर्ण कदम स्लीपिंग माउस को शोर से व्यवहारिक प्रतिक्रिया के आधार पर गैर-आरईएम नींद को पीछे से चलकर मनाया गया आवधिकता का कार्यात्मक सत्यापन था। यहाँ, एक शोर उत्तेजना का विकल्प जिसके परिणामस्वरूप एक चर व्यवहार परिणाम, जागने या नींद के माध्यम से पैदा हो, निर्णायक था। सशक्त संवेदी उत्तेजनाएं जो अधिकांश एक्सपोज़र्स में जागने की वजह से 0.02-हर्ट्ज दोलन को सुलझाना नहीं चाहते हैं, क्योंकि जागरूकता उसके सभी चरणों से लागू की जाएगी। इसके विपरीत, एक बहुत कमजोर प्रेरणा लगातार 0.02-हर्ट्ज ओएससी के चरण संबंध को प्रकट नहीं करतानतीजा। इसी प्रकार, किसी मापा पैरामीटर सेट में कोई भी आवधिक आवधिकता को चर परिणाम के साथ जाने की आवश्यकता होगी। उदाहरण के लिए, यहां प्रस्तुत मामले में, हम केवल जागरूक या सो-थ्रू घटनाओं के बीच अलग-अलग हैं, शोर एक्सपोजर या आगामी वेक स्टेट की अवधि (हालांकि, 1 देखें) के दौरान जागने के सही क्षण पर विचार नहीं करते हैं । विभिन्न तीव्रताएं 24 , 25 , 28 पर कम उत्तेजनाओं का उपयोग करना 0.02-ह्ज़ ऑससीलेशन और जाग-अप के बीच सटीक चरण संबंधों को चित्रित करने में मदद कर सकता है। इसके अलावा, ध्वनियों की आवृत्ति संरचना अलग-अलग नींद-जागने के व्यवहार, लिंग, नेस्टलिंग की उपस्थिति या हाल के अनुभव के अन्य रूपों के हाल के इतिहास के एक समारोह के रूप में सुगमता को नियंत्रित कर सकती है। एक और संभावना यह हो सकती है कि माइक्रोएरॉयलल या पूर्ण उत्तेजना का प्रसार किसी क्षणिक नींद की स्थिति पर निर्भर करता है या नहीं। एक चर व्यवहार परिणाम के आधार पर नींद का स्कोर अधिक सामान्य रूप से नींद के कार्यात्मक माइक्रोआर्किटेक्चर को रोशन कर सकता है। जबकि हम और दूसरों ने शोर एक्सपोजर 1 , 28 को प्रतिक्रिया दी है, अन्य संवेदी रूपरेखाओं के प्रति जागरूकता में जागरूकता, सतर्कता राज्य संक्रमण 14 या स्वप्न की रिपोर्ट का मूल्यांकन पूर्ववर्ती नींद के संबंधित सहसंबंधों को निकालने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, बाहरी अशांति के लिए उनकी संवेदनशीलता और 0.02-Hz दोलन के संभावित व्यवधान के संबंध में नींद विकार रोगियों के परीक्षण के लिए यह बहुत दिलचस्प होगा। सो विकारों से कार्डियोवस्कुलर अशांति हो सकती है, जबकि कार्डियोवस्कुलर जोखिम से डायबिलीज 31 , 32 को बिडयरक्लेक्शन को समझने के लिए संभवतः प्रासंगिक 0.02-Hz दोलन के दौरान मस्तिष्क-हृदय के समन्वय पर जांच की जा सकती है।एल निर्भरता

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Disclosures

लेखकों ने घोषित किया है कि उनके पास कोई प्रतियोगी वित्तीय हित नहीं है

Acknowledgments

हम सभी प्रयोगशाला सदस्यों को इस पांडुलिपि के लेखन और सावधान पढ़ने के लिए उनके योगदान के लिए धन्यवाद करते हैं। हम शोर से जुड़े प्रोटोकॉल पर उपयोगी टिप्पणियों के लिए डॉ। जीसेले फेरेंड और डॉ। जीन-यवेस चेटन को शोर एक्सपोज़र के लिए मूल लैबवियो निष्पादन योग्य फ़ाइलों को प्रदान करने के लिए उत्तेजित बहस के लिए पॉल फ्रैंकन के लिए आभारी हैं। निधिकरण स्विस नेशनल साइंस फाउंडेशन (अनुदान 31003, 46244 और 31003 क्रीया 66318) और एटैट डी वाड द्वारा प्रदान किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2-components epoxy glue Henkel Loctite EA 3450
Absorbable Suturing Fiber (Prolene) Ethicon 5-0 FS-3
Adson Forceps FST 11006-12
Antiseptic swab VWR 149-0332
Attane Isoflurane Piramal Isoflurane 250mL
Connectors 3 x 2-channels ENA AG 2.316 Raster 2.54 x 2.54 mm; size 5 x 8 x 9 mm; pin size 5 mm; http://www.ena.ch/
Dragonfly commutator Dragonfly Model #SL-10
EMBLA amplifier EMBLA A10 amplifier
Fine scissors FST 14108-09
Flat Head Gold-plated steel screw J.I. Morris FF00CE125 https://jimorrisco.com/
Gold wire CMSA T.69 5gr http://www.cmsa.ch/en/
Hemostatic sponge Pfizer Gelfoam
iodine-based disinfectant (Betadine) Mundipharma standart solution 60mL
Komet drill steel 1/005PM104 UNOR AG 22310
Matlab Analysis Software MathWorks R2016b https://ch.mathworks.com/products/matlab.html
Microdrill Fine Science Tools 96758
Mouse Gas Anesthesia Head Holder Kopf Instruments Model 923-B http://kopfinstruments.com/product/model-923-b-mouse-gas-anesthesia-head-holder/
Ophtalmic ointment Pharmamedica VITA-POS
Paladur (liquid) UNOR AG 2260215 for dental cement
Palavit (powder) UNOR AG 5410929 for dental cement
Small Animal Stereotaxic Frame Kopf Instruments Model 930 http://kopfinstruments.com/product/model-930-small-animal-stereotaxic-frame-assembly/
Soldering wire Stannol 593072
Temperature controller - Mini rectal probe Phymep 4090502 http://www.phymep.com/produit/dc-temperature-controller/
Temperature controller- heating pad Phymep 4090205 http://www.phymep.com/produit/dc-temperature-controller/

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References

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Fernandez, L. M. J., Lecci, S.,… More

Fernandez, L. M. J., Lecci, S., Cardis, R., Vantomme, G., Béard, E., Lüthi, A. Quantifying Infra-slow Dynamics of Spectral Power and Heart Rate in Sleeping Mice. J. Vis. Exp. (126), e55863, doi:10.3791/55863 (2017).

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