Elektromiyografi, kasılma sırasında kas lifleri tarafından üretilen elektriksel potansiyellerin kaydedilmesini içerir. Bu özellikler, motor nöronlardan bireysel kaslara gönderilen nöral aktivasyon sinyalleri ile belirlenir. EMG, rehabilitasyon, motor, beyin ve sinirle ilgili çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır ve ölçüm yöntemleri genel olarak yüzey EMG (sEMG) ve kas içi EMG (iEMG)1 olarak sınıflandırılabilir. Yüzey elektrotları, non-invaziv oldukları ve basit bir hazırlık süreci gerektirdikleri için özellikle giyilebilir uygulamalarda çeşitli avantajlar sunar2. İmplante edilmiş sEMG'de cerrahi işlem, elektrotun kasa nüfuz etmesi gerekmeyen iEMG'ye kıyasla daha basittir. Bu avantajlara rağmen, sEMG, kas-elektrot arayüzündeki bozukluklar, hareket artefaktları, elektrot temasının kalitesi ve bitişik kaslardan gelen sinyal karışması gibi sinyal kontaminasyonuna eğilimlidir1. Bu zorluklar, küçük hayvanları içeren çalışmalarda sıklıkla olduğu gibi, elektrotlar yakın yerleştirildiğinde özellikle sorunludur. Öte yandan, iEMG elektrot penetrasyonu için ek bir cerrahi prosedür gerektirir. Ekstra prosedür adımlarına rağmen, bu yöntem, elektrotlar kas dokusuna kalıcı olarak gömülü olduğundan, daha yüksek hassasiyet ve daha az karışma ile kasa özgü EMG kayıtları sağlar3. Küçük hayvan motor çalışmalarında, güvenilir elektrot kurulumu ile kasa özgü EMG bilgisi kritik olduğundan iEMG tercih edilir4.
Küçük hayvanlarda elektrotlardan EMG kayıtları elde etmek için çeşitli yaklaşımlar bildirilmiştir. Bağlantı kabloları, elektrotları harici ölçüm ekipmanına bağlamak için yaygın olarak kullanılır5,6,7,8,9,10,11, cihazlar vücudun içine implante edilebilir12 veya hayvanın üzerine kablosuz giyilebilir bir platform yerleştirilebilir13. Bağlama kabloları, bu amaç için uyumlu ticari ekipmanın mevcudiyeti nedeniyle en yaygın olarak bildirilen yöntemdir; Bununla birlikte, bağlantı telleri hayvanlarda rahatsızlığa neden olur ve hareketleri genellikle kablolar tarafından kısıtlanır ve bu da çalışmayı etkileyebilir. İmplante edilebilir cihazlar kablosuz çözümler sunar, ancak sınırlı pil ömürleri deneylerin süresini kısıtlayabilir. Ek olarak, kalıcı olarak monte edilmiş cihazların boyutu ve ağırlığı, hayvanlarda stres ve rahatsızlığa neden olabilir ve bu da çalışmayı etkileyebilir. İmplante edilebilir cihazlardaki sorunları ele almak için kablosuz güç aktarım teknikleri önerilmiştir, ancak küçük bir cihaza güvenilir bir enerji bağlantısı sağlamak genellikle çok zordur14. Ayrıca, yüksek elektromanyetik alanlara maruz kalmak, bağışıklık fonksiyonunun azalması ve beyinde potansiyel nörodejeneratif değişiklikler gibi öngörülemeyen sonuçlara yol açabilir15,16.
Edinme sistemi, sinyal işlemeyi gerçekleştiren ve EMG kayıtlarını kablosuz olarak bir baz istasyonuna ileten kablosuz, giyilebilir bir platform olarak da uygulanabilir. Tercih edilen yöntem bu olmasına rağmen, kullanıcılar için teknik bir zorluk teşkil etmektedir ve deneysel detaylar literatürde genellikle tam olarak ele alınmamaktadır.
Bu çalışmada, küçük hayvanlarda hareket çalışmaları için basit, düşük maliyetli ve güvenilir bir EMG elde etme yöntemi sunuyoruz. Bir farenin arka bacak kaslarına bir çift iEMG elektrotu implante edilirken, amplifikasyon, analogdan dijitale dönüştürücü ve kablosuz telemetri dahil olmak üzere sinyal toplama sisteminin geri kalanı hayvanın sırtına monte edilir. EMG verileri, gerçek zamanlı izleme için kişisel bir bilgisayara iletilir ve veriler yerel olarak kaydedilir. Bir inme kurtarma çalışmasında sistemi göstermek için bir koşu bandı hareket deneyi yapılır.