En central aspekt av hjärnans fysiologi är dess förmåga att bearbeta miljöinformation som resulterar i olika inneboende eller extrinsic produktion, såsom inlärning, minne, känslomässiga reaktioner, eller motoriska svar. Olika experimentella och diagnostiska metoder kan användas för att karakterisera den elektrofysiologiska lyhördhet av enskilda neuronala celltyper eller kluster/ensembler av nervceller inom en stimulans-relaterade neuronala kretsar. Dessa elektrofysiologiska tekniker täcker olika spatiotemporal dimensioner på mikro-, meso-och makro¹. Den mikroanalys nivå omfattar spänning och ström klämma närmar sig i olika patch-Clamp lägen med, till exempel, odlade eller akut dissocierade nervceller¹. Dessa in vitro-tekniker möjliggör karakterisering av enskilda nuvarande enheter och deras farmakologiska modulering^2,3. En viktig nackdel är dock avsaknaden av systemisk information när det gäller mikro-och macrocircuitry-integrering och bearbetning av information. Denna försämring är delvis övervinnas genom in vitro-tekniker av mesoscale, såsom multielektrod arrayer som möjliggör samtidig extracellulära multielektrod inspelningar inte bara i odlade nervceller utan också i akuta hjärn skivor^{4, 5}. mikrocirriteter kan bevaras i hjärn skivorna till en viss grad (t. ex. i hippocampus), långväga sammanlänkningar är typiskt förlorade⁶. I slutändan, för att studera de funktionella sammanlänkningar inom neuronala circuitries, systemisk in vivo elektrofysiologiska tekniker på makro är metoden för val⁷. Dessa metoder omfattar bland annat yta (epidural) och djupa (intracerebral) EEG-inspelningar som utförs i både människor och djurmodeller¹. EEG-signaler är huvudsakligen baserade på den synkroniserade synaptiska ingången på pyramidala nervceller i olika kortikala skikt som kan vara hämmande eller excitatoriska i huvudmannen, trots den allmänna dominans av excitatoriska ingång⁸. Vid synkronisering, excitatoriska postsynaptiska potentialbaserade Skift i extracellulära elektriska fält summeras för att bilda en signal av tillräcklig styrka för att registreras i hårbotten med hjälp av ytan elektroder. Särskilt, en detekterbar hårbotten inspelning från en enskild elektrod kräver aktivitet av 10000 pyramidala nervceller och en komplex i av tekniska enheter och verktyg för bearbetning, inklusive en förstärkare, filtrering processer (lågpassfilter, högpassfilter, notch-filter) och elektroder med specifika ledaregenskaper.

I de flesta experimentella djurarter (dvs möss och råttor), den Human-baserade hårbotten EEG-metoden är tekniskt inte tillämplig, eftersom signalen som genereras av den underliggande cortex är för svag på grund av det begränsade antalet synkroniserade pyramidala nervceller^{9, 10,11}. I gnagare, är ytan (hårbotten) elektroder eller subdermala elektroder således allvarligt förorenade av elektrokardiogram och huvudsakligen Elektromyogram artefakter som gör högkvalitativa EEG inspelningar omöjliga^{9,11, 12}. När du använder tre fritt rörliga möss och råttor, är det därför obligatoriskt att direkt registrera antingen från cortex via epidural elektroder eller från den djupa, intracerebral strukturer för att säkerställa direkt fysisk anslutning av Avkännings spetsen av bly/implanterade elektroden till de signalgenererande neuronala cell klustren. Dessa EEG-metoder kan utföras antingen i en begränsande uppbundna systeminstallation eller genom att använda det icke-begränsande implanerbara EEG-radiotelemetrimetoden^9,10,11. Båda teknikerna har sina för-och nackdelar och kan vara en värdefull metod i kvalitativ och kvantitativ karakterisering av kramp känslighet/krampanfall aktivitet, dygnsrytm rytmicitet, sömn arkitektur, oscillerande aktivitet, och synkronisering, inklusive tidsfrekvens analys, käll analys, etc.^{9,10,13,14,15,16,17}.

Medan uppbundna system och radio telemetri möjliggör EEG-inspelningar under fasthållnings-/halvspänningeller icke-begränsande förhållanden matchar inte relaterade Försöksförhållanden kraven för ABR-inspelningar. Den senare efterfrågan på definierade akustiska stimuli som presenteras upprepande över tiden med definierade positioner av en högtalare och experimentella djur och kontrollerade ljudtrycksnivåer (SPLs). Detta kan uppnås endera vid Head fixering under att hindra villkorar eller efter anestesi^18,19. För att minska den experimentella stressen, är djur normalt sövda under ABR experiment, men det bör övervägas att anestesi kan störa ABRs^19,20.

Som en allmän egenskap, är EEG byggs upp av olika frekvenser i ett spänningsområde av 50-100 μV. bakgrunds frekvenser och amplituder beror starkt på det fysiologiska tillståndet hos försöksdjuret. I vakna tillstånd, beta (β) och gamma (γ) frekvenser med lägre amplitud dominerar. När djuren blir dåsig eller somna, alfa (α), theta (θ), och delta (δ) frekvenser uppstår, uppvisar ökad EEG amplitud²¹. När en sensorisk kanal (t. ex. den akustiska vägen) stimuleras, förmedlas informationsspridningen via neuronala aktivitet genom perifera och centralanervsystemet. Sådan sensorisk (t. ex. akustisk) stimulering utlöser så kallade EPs-eller framkallat svar. Särskilt, händelserelaterade potentialer (ERPs) är mycket lägre i amplitud än EEG (dvs, några mikrovolt endast). Således skulle varje enskilt ERP baserat på en enda stimulans förloras mot den högre amplitud EEG bakgrund. Därför kräver en inspelning av ett ERP repetitiv tillämpning av identiska stimuli (t. ex. klick i ABR-inspelningar) och efterföljande medelvärde för att eliminera alla EEG-bakgrundsaktiviteter och artefakter. Om ABR inspelningar görs i sövda djur, är det lätt att använda subdermala elektroder här.

I huvudsak inkluderar AEPs korta svarstider EPs, som normalt är relaterade till ABRs eller BERA, och ytterligare, senare debut potentialer såsom midlatency EPs (midlatens svar [MLR]) och lång latens EPs²². Viktigt är att störningar i informationsbehandlingen av hörsel informationen ofta är ett centralt inslag i neuropsykiatriska sjukdomar (demyelinierande sjukdomar, schizofreni etc.) och förknippade med AEP-förändringar^{23,24 ,25}. Medan beteendemässiga utredningar är endast kapabla att avslöja funktionella nedskrivningar, AEP studier möjliggör exakt spatiotemporal analys av hörsel dysfunktion i samband med specifika neuroanatomiska strukturer²⁶.

ABR så tidigt, kort latens akustiskt EPs upptäcks normalt vid måttlig till högintensiva klick program, och det kan förekomma upp till sju ABR toppar (W_I-W_VII). De viktigaste vågorna (W_i-w_V) är relaterade till följande neuroanatomiska strukturer: W_i till hörselnerven (distala delen, inom innerörat); W_II till Cochlear Nucleus (proximala delen av hörselnerven, hjärnstammen uppsägning); W_III till den överlägsna olivary Complex (SOC); W_IV till den laterala lemniscus (ll); W_V till uppsägning av den laterala lemniscus (ll) inom sämre COLLICULUS (IC) på kontralaterala sidan²⁷ (kompletterande figur 1). Det bör noteras att W_II-w_V sannolikt kommer att ha mer än en anatomisk struktur i den stigande hörsel väg som bidrar till dem. I synnerhet är den exakta korrelationen mellan toppar och underliggande strukturer i hörsel-tarmkanalen fortfarande inte helt klarlagd.

I audiologi, ABRs kan användas som ett screening-och diagnostiskt verktyg och för kirurgisk övervakning^28,29. Det är viktigast för identifieringen av dysacusis, hypacusis och anacusis (t. ex. i åldersrelaterade hörselnedsättning, Bullerorsakad hörselnedsättning, metabolisk och medfödd hörselnedsättning, och asymmetrisk hörselnedsättning och hörselnedsättningar på grund av missbildningar eller missbildningar, skador och neoplasmer)²⁸. ABR är också relevanta som ett screeningtest för hyperaktiva, intellektuellt nedsatt barn eller för andra barn som inte skulle kunna reagera på konventionell audiometri (t. ex. vid neurologiska/psykiatriska sjukdomar som ADHD, MS, autism etc.^{29 , 30}) och i utveckling och kirurgisk montering av cochleaimplantat²⁸. Slutligen, ABR kan ge värdefull insikt i de potentiella ototoxiska biverkningar av neuropsykofarmaka, såsom antiepileptika^31,32.

Värdet av översättningen av neurofysiologisk kunskap som erhållits från farmakologiska eller transgena musmodeller till människor har visats i många inställningar, särskilt på nivån av ERPs i auditiva paradigm hos möss och råttor^{33, 34,35}. Ny insikt i förändrade tidiga AEPs och tillhörande förändringar i auditiv informationsbehandling hos möss och råttor kan således översättas till människor och är av central betydelse för karakterisering och endofenotypning av hörsel-, neurologiska-och neuropsykiatriska sjukdomar i framtiden. Här ger vi en detaljerad beskrivning av hur ABR kan registreras och analyseras på möss för grundläggande vetenskapliga, toxikologiska och farmakologiska ändamål.