Uyku Faresinde Spektral Gücün ve İnsanın Yavaş yavaş Dinamiklerinin Nicelleştirilmesi

Bu prosedürün genel amacı, fare non-REM uykusu sırasında nöral ve kardiyak aktivitelerin nasıl koordine edildiğini tanımlamaktır. Elektroensefalografik, elektromiyografik ve elektrokardiyografik sinyalleri izleyerek ve analiz ederek. Bu yöntem, uyku alanındaki önemli soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir.

Uykunun iki temel ve evrimsel olarak korunmuş ihtiyacı nasıl uzlaştırdığı gibi. Hangileri hem sürekli hem de kırılgan olmalıdır. Bu tekniğin temel avantajı, REM dışı uykuyu dış uyaranlara verilen değişken davranışsal tepkilere dayanan yeni bir şekilde puanlamak için standart polisomnografi kullanmasıdır.

Bu yöntem için ilk olarak, uyuyan farelerin uyanma ve uyuma gibi gürültüye değişken tepkiler gösterdiğini gözlemlediğimizde aklımıza geldi. Genel olarak, bu yönteme yeni olan kişiler, cerrahi beceriyi, çıplak minimal deneyleri ve ilerleyen analizleri birleştirdiği için mücadele edeceklerdir. Bu yöntemin görsel gösterimi, bu alanda yeni olan birkaç temel adım nedeniyle kritik öneme sahiptir.

Özellikle davranışsal tasarım ve veri analizi ile ilgili olarak. Bu tekniğin etkileri, insanlarda uyku bozukluklarının teşhisine kadar uzanır. Çünkü son derece kırılgan olan uyku anlarını tanımlar.

Prosedüre başlamak için, her biri altın kaplı çelik bir vidanın üzerine lehimlenmiş 0,5 santimetre uzunluğunda altın tel parçaları kullanarak EEG ekojeolektrodlarına hazırlanın. Sonra onları% 70 etanol ile temizleyin. Daha sonra, üç ila dört santimetre uzunluğunda altın tellere sahip iki EMG-EKG elektrotu hazırlayın.

Telleri bir ucundan bir santimetre 90 derecelik bir açıyla bükün ve diğer ucunda bir bobin hazırlayın. İki uç arasında, beyincik ve lambda arasındaki kemiğin yüzey profiline karşılık gelen küçük bir eğrilik oluşturmak için teli bükün. Bundan sonra, tabandaki hem dişi hem de erkek pimlerin konektörünü bantla kaplayarak altı kanallı bir dişi-erkek başlı konektör hazırlayın.

Daha sonra lehimleme işlemini kolaylaştırmak için köşelerdeki pimlere biraz kalay ekleyin. Bu adımda, ağzı konumlandırarak anestezi uygulanmış bir hayvanı stereotaksik cihazın üzerine yerleştirin. Bu, fare kafasını düzeltecektir.

Ardından, kulak çubuklarını künt ters uçları olacak şekilde kafatasına yerleştirerek kafayı sabitleyin. Daha sonra, kafatasının ortasındaki cildi kaldırın ve cildin kaldırılan kısmını boynun üst kısmından göz hizasına kadar orta çizgi boyunca nazikçe kesin. Sonra kafa derisini çıkarın.

Pencerenin, kafatasının bregma ve lambda çatlaklarını net bir şekilde görecek kadar büyük olduğundan emin olun. Kemiğe erişimi sağlamak için cildi her iki taraftan bulldog serafinleri ile sabitleyin. Daha sonra, konjonktürel dokuyu bir neşter ile dikkatlice çıkarın.

Alanı iyot bazlı dezenfektan ile temizleyin ve kafatasını antiseptik bir çubukla kurulayın. Daha sonra keskin bir neşter bıçağı kullanarak, temizlenmiş ve matlaşmış bir kemik yüzeyi elde etmek için kafatasını çizin. Sadece neşter ucunu kullanarak, oluklar arasında bir ila iki milimetre mesafe olan koruların örgüsü gibi bir ızgara çizin.

Daha sonra, bir mikro matkapla belirli yerlerde kafatasında dört kraniyotomi gerçekleştirin. Delme sırasında, bir pastör pipeti kullanarak kemik tozunu üfleyin ve kanamayı antiseptik çubuklarla temizleyin. Kanama meydana gelirse, işleme devam etmeden önce tamamen durdurulduğundan emin olun.

Hemostazı hızlandırmak için hemostatik bir sünger kullanın. Vidayı hemostatik bir kelepçeye sabitleyin. Sol yarımkürede, iki altın kaplama vidayı kraniyotomilerden vidalayın.

Kelepçeyi kraniyotominin üzerinde dikey olarak tutun ve dikey konumdan sapmadan vidayı döndürün. Vidayı serbest bırakmak için hemostatik kelepçeyi yavaşça açın. Sağ hemisferde, önceden hazırlanmış elektrotları kraniyotomilerden vidalayın.

Sol EMG-EKG'nin sıkı bir şekilde yapışmasını sağlamak için kafatasının orta kısmına bir damla yapıştırıcı ekleyin. Cildin sınırını forseps ile boyun kaslarından dikkatlice kaldırın ve EMG-EKG tellerini kıvrılmış uçları kaslara yerleştirin. Uyku sırasında kalp EKG sinyallerini tespit etmek için, EMG-EKG telinin kas içine yaklaşık 0,8 ila bir santimetre derinliğe kadar yerleştirildiğinden emin olun.

Sol EMG-EKG'yi arka sol ankraj vidasının yanına yerleştirin. Doğru EMG-EKG'yi yerleştirmek için prosedürü tekrarlayın. Sağ EMG-EKG'yi ön sol ankraj vidasının yanına yerleştirin.

İlmek uçlarının birbirinden mümkün olduğunca uzağa yerleştirildiğinden emin olun. Kalp atış hızının güvenilir bir şekilde tespit edilebilmesi için EMG-EKG tellerinin kas içine yeterince derine yerleştirilmesi önemlidir. Bir spatula kullanarak, iki bileşenli epoksi yapıştırıcıyı vidaların arasına ve çevresine kafatasına uygulayın.

Işıkta kurumasına izin verin, ancak hayvanın gözlerini aşırı ışıktan koruyun. Küçük bir timsah lambası kullanarak implantın yüksekliğini en aza indirmek için konektör pimlerini mümkün olduğunca yakın yerleştirmeye çalışın. Konektörün köşesindeki dört pimi dört kabloya lehimleyin.

Vidaları hızla ısıttığı için lehim ucuyla temas süresini en aza indirin. Ardından, yapıştırıcı ile konektör arasındaki boşluğu diş çimentosu ile doldurun ve lehimli parçaları örtün. Pürüzsüz bir yüzey oluşturun ve hayvana zarar verebilecek keskin kenarlardan kaçının.

Ek olarak, kaşıntıya neden olduğu için cilde dokunmaktan kaçının. Şimdi bulldog serafinlerini çıkarın. Yarayı iyot bazlı dezenfektan ile dezenfekte edin.

Gerekirse, konektörün önündeki ve arkasındaki dikiş noktaları ile yarayı kapatın. Daha sonra, hayvanı bir hafta boyunca her gün izleyin ve kilo kaybı, azalmış veya anormal aktivite ve enfeksiyon belirtileri arayın. Ameliyattan beş ila altı gün sonra, kayıt kablosunu hayvanın üzerindeki kafa konektörüne bağlayın ve onu ev kafesinde bırakın.

Kaydın başlamasından önce dört ila beş gün daha bekleyin, böylece hayvan duruma alışır ve doğal olarak uyur. Ticari bir polisomnografik yazılımla, EEG ve EMG-EKG verilerini, 2000 x kazanç, edinim sırasında 2000 hertz örnekleme hızı, edinimden sonra 200 hertz'e örneklenen tipik ayarları kullanarak 48 saat boyunca kaydedin. Tüm EEG izleri için 0.7 hertz yüksek geçiren filtre ve tüm EMG-EKG izleri için 10 hertz yüksek geçiren filtre uygulayın.

Bu gösteride, fare 40 saniyeden fazla bir süredir uyuyor. İşte EEG'deki karakteristik düşük frekanslı, yüksek genlikli sinyaller ve EMG'deki düşük kas tonusu izleri. Uyanmadan veya uyumadan önce uyku analizi için uzun bir temel çizgi sağlamak için gürültü çalınmadan önce farenin en az 40 saniye boyunca stabil bir şekilde uyuması önemlidir.

Şimdi akustik bir uyaran, burada beyaz bir gürültü verilecek. Bu durumda, fare 10 saniye içinde uyanır. Fare uyandığında EEG'nin senkronizasyonunun bozulduğunu unutmayın.

Başka bir durumda, gürültü 20 saniyeden fazla bir süredir verilmiş olmasına rağmen fare uyanmıyor. EEG'nin senkronizasyonunun bozulmadığını unutmayın. Burada, gürültünün başlamasından 40 saniye önce ve 20 saniyelik gürültü sırasında EEG'nin ham izleri siyah ve karşılık gelen EMG-EKG sinyalleri gri olarak gösterilmiştir.

Bu bir uyku olayıdır. Ve bu uyandırma olayına bir örnektir. Gürültü başlangıcından önceki 40 saniyelik pencerede sigma güç dinamikleri için ilgili analiz edilen veriler, uyku ve uyanma için burada gösterilir.

Bu analizin en önemli sonucu, sigma gücünün, bir uyku olayı için gürültü başlangıcından önce ve bir uyanma olayı için zirvede olmasıdır. Daha önce sunulan olaylarla uyanma ve uyumanın aksine, REM uykusuna erken bir geçişle olayları attık. Ayrıca, gürültü başlamadan önce erken uyanma ile olayları da attık.

Bu prosedürü denerken, EMG sinyalinin REM dışı uyku boyunca kalp atış hızını tespit etmesini sağlamak önemlidir. Ayrıca, kızılötesi yavaş salınımı çıkarmak için analiz prosedürünün bir yazılım komut dosyasında anlaşılması ve uygulanması gerektiğini unutmayın. Bu prosedürü takiben, tanımlanmış beyin bölgelerindeki aktivite modellerini takip etmek için lokal elektrofizyolojik kayıtlar veya görüntüleme yaklaşımları gibi başka yöntemler de uygulanabilir.

Yeniden geliştirmeden sonra, bu teknik, insan uykusu alanındaki araştırmacıların, sağlıklı uyuyanlarda ve uyku bozukluğu hastalarında farklı uyku evrelerinde nöral ve kardiyak aktivitelerin nasıl organize edildiğini keşfetmelerinin yolunu açmaktadır. Bu videoyu izledikten sonra, uyuyan farenin akustik bir uyarana karşı davranışsal reaktivitesine dayalı olarak REM dışı uykuyu geriye dönük olarak nasıl puanlayacağınızı ve analiz edeceğinizi iyi anlamış olmalısınız.