同时脑电图，实时测量的啮齿动物的大脑皮质中的神经元活动的乳酸浓度与Optogenetic的操作

尽管大脑表示小于5质量％的身体时，它利用身体所利用的葡萄糖在休息^1的约四分之一。非快速眼动睡眠（NREMS），睡眠时间的最大部分的功能​​是不确定的。然而，一个显着的特点NREMS是一个显着的减少的速率相对于觉醒^2-4脑葡萄糖利用率。这与其他研究结果已广泛持有的信念，睡眠提供相关的脑代谢的功能。然而，仍有待澄清NREMS期间脑葡萄糖代谢的降低机制。

与的NREMS可能影响脑代谢率相关联的一种现象是慢波，在小于4赫兹的频率的振荡的发生，在脑波^5,6。这些慢波在颅骨或大脑皮质表面的水平反映了检测相关的神经元去极化/状态和超极化/下的状态⁷之间振荡。在向下状态，细胞不发生动作电位到几百毫秒的间隔。后续动 ​​作电位的离子浓度梯度的恢复是一个重要的代谢负荷对细胞^8，动作电位与NREMS在掉电状态的情况下可能会有助于减少代谢相关唤醒的。

为了要测试这个假设的关系，必须解决两个技术挑战。首先，它是必要的测量脑糖酵解代谢与脑EEG的动态反射的时间分辨率（即，超过秒，而不是分钟）。要做到这一点，我们测得的乳酸浓度，有氧糖酵解的产物，因此，在老鼠的大脑中的葡萄糖代谢率的读数。乳酸是采用基于乳酸氧化酶的实时传感器嵌入的额叶皮层。感测机构包括由乳酸氧化酶分子的层包围的铂 – 铱电极。由乳酸氧化酶的乳酸代谢产生的过氧化氢，其产生的电流中的铂 – 铱电极。因此，一个加速脑糖酵解提供乳酸氧化酶，然后被反射在增加的电流在检测电极中的底物浓度的增加。这是另外需要这些变量，而操纵大脑皮质的兴奋性，以找出这个变量的NREMS从其他方面来衡量。

我们设计了一个实验系统的神经元活动的同时测量通过大脑皮质神经元的活动的elecetroencephalogram，通过乳酸生物传感器的糖酵解流量测量，操作通过optogenetic激活的金字塔midal神经元。我们已经利用本系统之间的睡眠相关的脑电图波形和在大脑皮质的乳酸浓度的时刻到时刻动态文件的关系。该协议可能是有用的任何个人感兴趣，学习，在自由活动的啮齿动物，在脑电图能量大脑内的水平和细胞之间的关系测定的神经元活性。