רכישת נתונים וניתוח בברטומטריה תגובה מעורר בעכברים

היבט מרכזי של פיזיולוגיה המוח היא יכולתה לעבד מידע סביבתי וכתוצאה מכך פלט פנימי או חיצוני שונים, כגון למידה, זיכרון, תגובות רגשיות, או תגובות מוטורי. גישות נסיוניות ואבחון שונות ניתן להשתמש כדי לאפיין את התגובה האלקטרולוגית של סוגי תאים עצביים בודדים או אשכולות/הרכבים של נוירונים בתוך מעגלים עצביים הקשורים גירוי. טכניקות האלקטרופיזיולוגיות הללו מכסות מימדים שונים של מידות על המיקרו-, מזו-ו-macroscale¹. רמת מיקרוסקאלה כוללת מתח ומלחציים הנוכחית גישות במצבים שונים מלחציים טלאי באמצעות, למשל, תרבותי או בחריפות מאוד נוירונים¹. אלה בטכניקות מחוץ לגופית לאפשר אפיון של ישויות נוכחיות הנוכחי ואפנון תרופתי שלהם^2,3. חיסרון חיוני, עם זאת, הוא חוסר מידע מערכתי לגבי אינטגרציה מיקרו המעגלים מידע ועיבוד. ליקוי זה הוא להתגבר חלקית על ידי טכניקות מבחנה של מזוקנה, כגון מערכים רב אלקטרודה אשר מאפשרים הקלטות בו multielectrode בו לא רק הנוירונים בתרבית, אלא גם בפרוסות מוח חריפה^{4, 5}. בעוד מיקרופרטירים ניתן לשמור בפרוסות המוח במידה מסוימת (למשל, בהיפוקמפוס), התקשרויות לטווח ארוך בדרך כלל אבדו⁶. בסופו של דבר, כדי לחקור את הקשרים הפונקציונליים בתוך מכלולים עצביים, מערכתי בטכניקות vivo electroפיסיולוגיים על סולם המקרו הם השיטה של בחירה⁷. גישות אלה כוללות, בין היתר, משטח (אפידורל) ועמוק (גרם) הקלטות EEG אשר מתבצעות בשני בני אדם ודגמי בעלי חיים¹. אותות EEG מבוססים בעיקר על הקלט הסינפטיות מסונכרן על הנוירונים שיניים בשכבות בקליפת המוח שונים שיכולים להיות מעכבות או מרגש בקרן, למרות הדומיננטיות הכללית של קלט מרגש⁸. לאחר סינכרון, מרגש הפוטנציאל המבוסס על משמרות מבוסס על שדות חשמל החילוץ מסוכם ליצור אות של כוח מספיק כדי להיות מוקלט על הקרקפת באמצעות אלקטרודות משטח. בעיקר, הקלטה הקרקפת לזיהוי מן האלקטרודה היחידה דורשת את הפעילות של 10000 של הנוירונים באמצע הפירמידה ואת הארמנטריום מורכבים של התקנים טכניים וכלי עיבוד, כולל מגבר, מסנן תהליכים (המסנן נמוכה לעבור, מסנן מעבר גבוה, מסנן חריץ) ואלקטרודות עם מאפייני מנצח ספציפיים.

ברוב המינים בעלי החיים הניסיוניים (כלומר, עכברים וחולדות), הגישה האנושית המבוססת על EEG הקרקפת היא טכנית לא ישים, כמו האות שנוצר על ידי קליפת בסיס הוא חלש מדי בשל מספר מוגבל של נוירונים מסונכרנים הפירמידה^{9, 10,11}. ב מכרסמים, פני השטח (קרקפת) אלקטרודות או אלקטרודות תת עורי הם מזוהמים באופן חמור על ידי אלקטרוג ‘ ובאופן מיידי הממצאים אלקטרו yoגראם שעושים הקלטות EEG באיכות גבוהה בלתי אפשרי^{9,11, 12}. כאשר משתמשים בעכברים הנעים ללא הגבלה בחופשיות וחולדות, ולכן חובה להקליט ישירות מקליפת המוח באמצעות אלקטרודות אפידורל או ממבני הגרם העמוקים כדי להבטיח את החיבור הפיזי הישיר של קצה החישה של אלקטרודה מובילה/מושתל לאשכולות האותות העצביים של תאים. אלה גישות EEG יכול להתבצע או מרסנת קשורה מערכת ההתקנה או באמצעות שימוש בלתי מרסן שולחן רדיו EEG הגישה לגשת^9,10,11. שתי הטכניקות יש את היתרונות והחסרונות שלהם והוא יכול להיות גישה רבת ערך באפיון האיכותי והכמותי של התפיסה רגישות/תפיסה של פעילות, מעגלי קצב, אדריכלות שינה, פעילות מנדנוד, וסנכרון, כולל ניתוח תדר זמן, ניתוח מקור, וכו ‘^{9,10,13,14,15,16,17}.

הואיל ומערכות קשורות וטלמטריה רדיו מאפשרות הקלטות EEG תחת תנאי הרחקה/הרחקה או שאינם מרסמו, בהתאמה, תנאים ניסיוניים קשורים אינם תואמים את הדרישות עבור הקלטות ABR. הביקוש האחרון לגירויים אקוסטיים המוגדרים שוב ושוב לאורך זמן עם עמדות מוגדרות של רמקול ובעלי חיים ניסיוני ורמות לחץ קול מבוקרת (SPLs). זה יכול להיות מושגת על ידי קיבעון הראש תחת תנאי מרסנת או בעקבות הרדמה^18,19. כדי להקטין את הלחץ הניסיוני, בעלי חיים מורדם בדרך כלל במהלך הניסויים abr, אבל יש לראות כי הרדמה יכול להפריע עם¹⁹ר’^,20.

כמאפיין כללי, EEG הוא בנוי על תדרים שונים בטווח מתח של 50-100 μV. תדרי רקע והגברה מאוד תלויים במצב הפיזיולוגי של החיה הניסיונית. במצב ער, ביתא (β) ו גמא (γ) תדרים עם משרעת תחתונה לשלוט מראש. כאשר בעלי חיים הופכים מנומנם או נרדם, אלפא (α), תטא (θ), ו דלתא (δ) תדרים להתעורר, מציג הגביר EEG משרעת²¹. פעם ערוץ חושי (למשל, מסלול אקוסטי) מגורה, הפצת מידע מתווכת באמצעות פעילות עצבית דרך מערכת העצבים ההיקפית והמרכזית. גירוי חושי כזה (למשל, אקוסטי) מעורר תגובות EPs או מעורר תגובה. בעיקר, פוטנציאל הקשורות לאירועים (ERPs) הם הרבה יותר נמוך משרעת מ EEG (כלומר, כמה מיקרוולטים בלבד). כך, כל מערכת ERP בודדת המבוססת על גירוי אחד יאבדו נגד השרעת הגבוהה יותר EEG הרקע. לכן, הקלטה של מערכת ERP דורשת את היישום החוזר של גירויים זהים (למשל, קליקים בהקלטות ABR) והבאים בממוצע כדי לחסל כל פעילות רקע EEG וחפצים. אם הקלטות ABR מתבצעת באמצעות בעלי חיים מורדם, קל להשתמש באלקטרודות תת עורי כאן.

בעיקר, AEPs כוללים EPs השהיה קצר, אשר בדרך כלל קשורים ABRs או הברה, ועוד, מאוחר יותר פוטנציאל התקדמות כגון השהיה EPs (תגובות השהיה [MLR]) ו-EPs השהיה ארוך²². וחשוב מכך, ההפרעה בעיבוד המידע של מידע השמיעה היא לעתים קרובות תכונה מרכזית של מחלות נוירופסיכיאטריות (מחלות מדיאואזיות, סכיזופרניה וכדומה) ומשויכת ל-aep שינויים^{23,24 ,25}. בעוד חקירות התנהגותיות מסוגלים רק חשיפת ליקוי פונקציונלי, מחקרים aep לאפשר ניתוח זמן מדויק של תפקוד שמיעתי הקשורים מבנים נוירואנטומיים ספציפיים²⁶.

ABRs כמו מוקדם, השהיה קצר באופן מהיר מזוהים בדרך כלל על ידי בינוני עד high-אינטנסיבי יישום לחץ, וייתכנו עד שבע פסגות ABRS (W_I-w_VII). הגלים החשובים ביותר (W_I-w_V) קשורים המבנים הנוירואנטומיים הבאים: W_I לעצב השמיעה (החלק המרוחק, בתוך האוזן הפנימית); W_II אל הגרעין של שבלול (החלק האבובי של עצב השמיעה, הפסקת גזע המוח); W_III לקומפלקס האוליארי העליון (SOC); W_IV אל הלגול הצדדי (LL); W_V כדי להפסיק את הלמנוס לרוחב (LL) בתוך הקולקולוס הנחותים (IC) על הצד השני צלעות²⁷ (איור משלים 1). יצוין כי W_II-w_V צפויים להיות יותר ממבנה אנטומי אחד של מסלול השמיעה העולה לתרום להם. בעיקר, הקורלציה המדויקת של הפסגות והמבנים הבסיסיים של דרכי השמיעה עדיין לא הובהר במלואו.

ב audiology, ניתן להשתמש ב-abrs ככלי הקרנה ואבחון עבור ניטור כירורגי^28,29. זה החשוב ביותר עבור זיהוי של הדיסקוזיס, הhyp, ו אלזיס (למשל, באובדן שמיעה הקשורות לגיל, אובדן רעש המושרה שמיעה, אובדן שמיעה מטבולית ומולדים, ו הפסד אסימטרי שמיעה ושמיעה כתוצאה מומים או מומים, פציעות ונצורות. ABRs גם רלוונטיים כמבחן הקרנה עבור ילדים לקויי היפראקטיבי, מבחינה אינטלקטואלית או עבור ילדים אחרים שלא יוכלו להגיב לaudiometry קונבנציונאלי (למשל, במחלות נוירולוגיות/פסיכיאטריות כגון ADHD, MS, אוטיזם וכו ‘^{29 , 30}) ו בפיתוח והתאמה כירורגית של שתלים שבלול²⁸. בסופו של דבר, abrs יכול לספק תובנה רבת ערך לתוך תופעות לוואי פוטנציאליות של נוירופסיכופרמצבטיקה, כגון antiepileptics^31,32.

הערך של התרגום של ידע נוירולוגי המתקבל מדגמי עכבר תרופתי או טרנסגניים לבני אדם כבר הפגינו הגדרות רבות, במיוחד ברמה של ERPs בתבניות השמיעה של עכברים וחולדות^{33, 34,35}. תובנה חדשה שונה AEPs מוקדם ושינויים משויכים בעיבוד מידע שמיעתי בעכברים וחולדות יכול ובכך להיות מתורגם לבני אדם והוא בחשיבות מרכזית אפיון והקלדה של שמיעתי, נוירולוגי, ו מחלות נוירופסיכיאטריות בעתיד. כאן אנו מספקים תיאור מפורט של כמה ABRs ניתן להקליט וניתח בהצלחה בעכברים עבור מדעי בסיסי, רעילות, ואת המטרות הפרמקולוגית.