Theta activité dans le cerveau est liée à différents états cognitifs et fonctionnels, y compris l' éveil, l' attention, le mouvement volontaire, comportement exploratoire, le comportement de l' attention, l' apprentissage et la mémoire, l' intégration somatosensoriel, et des mouvements oculaires rapides (REM) dormir ^{1, 2.} Principalement, l'activité thêta comme une entité rythmique peut être produite dans différentes régions cérébrales et est hautement organisée et synchronisée comme thêta oscillations. Ci – dessous, nous allons nous concentrer sur l'analyse et la quantification de l' activité thêta / oscillations qui sont générés dans le système septohippocampique ^{3, 4.} Dans le septum, GABAergique, glutamatergiques, et les neurones cholinergiques projet à l'hippocampe et de contribuer à l'initiation et le maintien du thêta comportement oscillatoire. Il y a une discussion en cours sur l' opportunité oscillations hippocampique thêta sont initiées dans le septum, à savoir, </em> Le modèle septal pacemaker-hippocampique suiveur, (théorie extrahippocampal) ou intrinsèquement au sein de l'hippocampe (théorie intrahippocampique) ^{5, 6, 7.}

Quelle que soit leur origine, les oscillations thêta hippocampique ont été au centre d'intérêt pendant des années, en particulier dans les modèles de souris transgéniques. Ces modèles permettent l'implantation d'électrodes EEG profondes et pour l'enregistrement des oscillations thêta hippocampique sous tâches cognitives et comportementales spécifiques ^8. oscillations thêta hippocampique sont hétérogènes dans la nature. Basé sur la théorie dite dualiste de thêta oscillations, on peut différencier les atropine-sensibles de type II thêta et atropine insensible type I thêta ^{9, 10, 11.} Ce dernier peut généralement être induite par M muscariniques ₁ / M <sub agonistes> 3 récepteurs, par exemple, l' arécoline, pilocarpine et uréthane. Cependant, l'uréthane est un médicament multi-cibles qui, en plus de l'activation muscariniques, exerce également des effets complexes sur les autres entités du canal ionique. Pour le type II thêta, la voie muscariniques comprend l'activation de M ₁ / M ₃ et _{Gq / 11} (Ga) d'activation de la phospholipase C médiée β _{04.01 (04.01} PLCβ), inositol trisphosphate ultérieure (InsP ₃₎ , diacylglycerole (DAG), le Ca ^2+, et la protéine kinase C (PKC). Le rôle de PLCβ ₁ et PLCβ ₄ thetagenesis a été validée dans des études de knock-out en utilisant PLCβ1 ^{– / –} et PLCβ4 ^{– / –} souris présentant une perte complète ou une atténuation significative de thêta oscillation ^{12, 13, 14.} M additionnel _1, M ₃ et M ₅ cibles en aval (channels / courants) de la cascade de signalisation muscariniques comprennent divers conductances, tels que M-Type K ⁺ canal (K _M) par l' intermédiaire dépendant de la tension K ⁺ canal (K _v 7); lent après hyperpolarisation canal K ⁺ (Ks _AHP); fuite canal K ⁺ (K _fuite), probablement via TWIK-lié canal K ⁺ sensible à l' acide (TASK1 / 3); courant de cations (I _CAT), probablement via le canal de fuite Na ⁺ (NALCN); et je _h via hyperpolarisation et nucléotidiques gated canaux cycliques (HCN). En outre, les récepteurs M ₂ / M ₄ acétylcholine (CCRS) ont été signalés à interférer avec redresseur entrant K ⁺ canal 3.1 (K _ir 3.1) et vers l' intérieur redresseur K ⁺ canal 3.2 (K _ir 3.2) ^15.

Actuellement, le logiciel d' analyse disponible dans le commerce permet rapide analyse de fréquence FFT, par exemple, l' analyse de la puissance (P, mV ²⁾ou une densité spectrale de puissance (PSD ² mV / Hz). Puissance ou de la densité spectrale de puissance (PSD) analyse de la gamme de fréquences thêta ne donne un aperçu global de son activité. Toutefois, afin d'obtenir un aperçu détaillé de l'activité thêta cognitif et lié le comportement, l'analyse des oscillations thêta hautement organisés est obligatoire. L'évaluation des oscillations thêta hautement organisés est d'une importance capitale dans le domaine des maladies neurodégénératives et neuropsychiatriques. La plupart des études sur les maladies expérimentales sont réalisées dans des modèles de souris transgéniques en utilisant des approches neurochirurgicales hautement sophistiqués pour enregistrer surface péridurale et EEGs intracérébrales profondes. Ces techniques comprennent les deux systèmes d'attache ¹⁶ et les configurations radiotélémétrique ^{17, 18.} oscillations thêta peuvent être enregistrées comme des oscillations thêta spontanées et liés au comportement dans des conditions d'enregistrement à long terme. En outre, thêta oscillations peuvent être recorded après induction pharmacologique, mais aussi suite à l'exposition des animaux à des tâches comportementales ou cognitives ou aux stimuli sensoriels, tels que la queue de pincement.

Les premières approches pour caractériser thêta oscillations ont été décrites par Csicsvari et al. ^19. Les auteurs ont conçu un outil semi-automatisé pour l'analyse de thêta à court terme (15 – 50 min) qui ne convient pas pour les enregistrements EEG de longue date. Notre méthode, décrite ici, permet l'analyse à long terme de l' enregistrement EEG> 48 h ^20. Csicsvari et al. ¹⁰ également fait référence au rapport thêta-delta, mais pas de seuil pour la détermination des oscillations thêta hautement organisés est fourni. Les définitions de la gamme delta et thêta correspondent à nos définitions de la gamme de fréquence. Comme il est pas explicitement mentionné, nous présumons qu'une méthode FFT est utilisée par Csicsvari et al. pour calculer la puissance des bandes de fréquences thêta-delta. Ceà nouveau se distingue nettement de notre procédé, étant donné que l'on calcule les amplitudes en ondelettes sur un grand nombre d'échelles de fréquence (Δ étapes (f) = 0,05 Hz), ce qui entraîne une précision beaucoup plus élevée. La durée de la période d'EEG individuellement analysées est similaire à notre définition.

Klausberger et al. ²¹ font également l' utilisation de rapports de thêta-delta pour l'analyse des enregistrements EEG à long terme. Cependant, il y a trois différences majeures par rapport à notre approche: i) la durée de l' époque EEG est beaucoup plus longue, à savoir, au moins 6 s; ii) le rapport thêta-delta est réglé sur 4, ce qui est beaucoup plus élevé que notre seuil, et est lié à des définitions différentes de la gamme de fréquences; et iii) la définition de puissance est susceptible d'être basée sur une approche FFT, qui manque de précision, en particulier pour les très courtes fenêtres de temps (2 s, à savoir, 5 cycles pour oscillations avec une fréquence de 2,5 Hz). Dans un tel cas, une procédure par ondelettes est plus recommandable.Une étude menée par Caplan et al. ²² uniquement calculée puissance thêta , tout en ignorant le rapport de puissance delta thêta. Ainsi, l'approche Caplan ²² ne peut pas différencier entre les processus thêta riches cognitifs accompagnés d'un delta élevé ou faible.

Dans le protocole suivant, nous présenterons notre approche basée sur les ondelettes analytiques pour analyser de manière fiable oscillations thêta hautement organisées en enregistrements EEG hippocampiques de souris. Étant donné que cette procédure fonctionne automatiquement, il peut être appliqué à de grands ensembles de données et les mesures EEG à long terme.