تسجيل الطباعة الداخلي لقياس النوم في الفئران

في كثير من الأحيان التقدم التقني عجلت قفزات نوعية في فهم العمليات العصبية الحيوية. على سبيل المثال، اكتشاف هانس بيرغر في عام 1929 أن إمكانات الكهربائية المسجلة من فروة الرأس الإنسان اتخذت شكل موجات جيبية، والتردد الذي كان مرتبطا مباشرة إلى مستوى اليقظة من هذا الموضوع، وأدت إلى التقدم السريع في فهم النوم واليقظة تنظيم، في كل من الحيوانات والبشر على حد سواء. ^{1 لهذا} اليوم electroencephlogram (EEG)، بالتزامن مع كهربية (EMG)، أي، النشاط الكهربائي التي تنتجها العضلات والهيكل العظمي، يمثل البيانات "العمود الفقري" للما يقرب من كل التجريبية والسريرية تقييم تسعى إلى ربط السلوك وعلم وظائف الأعضاء مع نشاط الخلايا العصبية القشرية في التصرف الحيوانات، بما في ذلك البشر. في معظم المختبرات البحثية النوم الأساسية يتم تنفيذ هذه التسجيلات EEG باستخدام نظام قائم على كابل (الشكل 1) حيث حصل ديخضع آتا خارج الخط إلى نمط والطيف التحليل [على سبيل المثال، تطبيق تحويل فورييه السريع (الاتحاد الفرنسي للتنس) خوارزمية] لتحديد حالة يقظة موضوع يتم تسجيلها. ^2، ويتكون ³ نوم حركة العين السريعة (REM) و غير REM (NREM) النوم. يتميز النوم REM التي كتبها a-الجهد المنخفض السريع EEG، حركة العين بشكل عشوائي، وارتخاء العضلات، وهي الدولة التي بالشلل العضلات بشكل فعال. ومن المعروف النوم REM أيضا النوم المتناقض، لأن نشاط الدماغ يشبه ذلك من اليقظة، في حين أن الجسد هو قطع إلى حد كبير من الدماغ ويبدو أن في نوم عميق. على النقيض من ذلك، يتم تحفيز الخلايا العصبية الحركية أثناء النوم NREM لكن ليس هناك حركة العين. ويمكن تقسيم النوم NREM البشري إلى 4 مراحل، حيث تسمى مرحلة 4 نوم عميق أو نوم الموجة البطيئة والتي حددها كبيرة، وموجات الدماغ بطيئة مع النشاط دلتا بين 0،5-4 هرتز في EEG. من ناحية أخرى، إحدى وحداتها بين مراحل النوم NREM في الحيوانات الصغيرة، مثل الفئران لالثاني الفئران، لم يثبت، لأن معظمهم ليس لديهم فترات طويلة من النوم الموحدة كما رأينا في البشر.

على مر السنين، وعلى أساس تفسير EEG، عدة نماذج من تنظيم النوم واليقظة، سواء الدارة والقائم على الخلطية، وقد اقترحت. العصبية والأساس الخلوي للحاجة إلى النوم أو، بدلا من ذلك، "حملة النوم،" لا تزال دون حل، ولكن تم تصور كورقة ضغط استتبابي أن يبني خلال فترة الاستيقاظ ويتبدد قبل النوم. نظرية واحدة هي أن العوامل الذاتية somnogenic تتراكم أثناء اليقظة، وأن تراكمها التدريجي هو دعامة من النوم الضغط التماثل الساكن. في حين كان لها الفضل الأول الفرضية الرسمية أن النوم هو تنظمها العوامل الخلطية للعمل روزنباوم التي نشرت في عام 1892 ^4، وكان Ishimori ^{5 و 6 و} Pieron ⁷ الذين مستقل، ومنذ أكثر من 100 سنة، أظهرت وجود المواد الكيميائية التي تعزز النوم. اقترح كل من الباحثين، وثبت في الواقع، أن المواد منومة أو "hypnotoxins" كانت موجودة في السائل الدماغي الشوكي (CSF) من الكلاب بالحرمان من النوم. ⁸ وعلى مدى القرن الماضي عدة مواد منومة المفترضة إضافية المتورطين في عملية التماثل الساكن النوم تم تحديدها (للمراجعة، انظر المرجع 9)، بما في ذلك البروستاغلاندين (PG) D _2، ¹⁰ السيتوكينات، ¹¹ الأدينوزين، ¹² anandamide ^و 13 و الببتيد urotensin الثاني ^(14).

العمل التجريبي قبل إيكونومو ^{15، 16،} Moruzzi وMagoun ^17، وغيرهم في النتائج المبكرة والمتوسطة 20 ^ال تنتج القرن التي ألهمت النظريات القائمة على الدوائر النوم واليقظة، وإلى درجة معينة، طغت نظرية الخلطية ثم السائدة نوم. حتى الآن، العديد من "نماذج الدوائر" وقد اقترحت، كل علم بها بيانات نوعية وكمية متفاوتة (للمراجعة، انظر المرجع 18). نموذج واحدعلى سبيل المثال، يقترح أن يتم إنشاء نوم الموجة البطيئة من خلال بوساطة الأدينوزين تثبيط إطلاق سراح أستيل من الخلايا العصبية كوليني في الدماغ الأمامي القاعدية، وهي منطقة consisiting أساسا من نواة الطرف الأفقي للالفرقة قطري من بروكا وinominata substantia. ¹⁹ نموذج آخر شعبية لتنظيم النوم / الاستيقاظ يصف آلية تبديل الوجه بالتخبط على أساس التفاعلات المثبطة المتبادلة بين الخلايا العصبية الذي يحفز النوم في المنطقة أمام البصرية البطنية الوحشية والخلايا العصبية الذي يحفز أعقاب في جذع تحت المهاد والدماغ. ^{18، 20، 21} وعلاوة على ذلك، لتبديل الدخول والخروج من النوم REM، وقد اقترح تفاعل المثبطة بالتبادل مماثل لمناطق في جذع الدماغ، وهذا هو رمادي بطني المحيطة بالمسال، الجانبية جسري سقيفة، ونواة sublaterodorsal ²² بشكل جماعي، وقد أثبتت هذه النماذج قيمة الاستدلال والأطر التفسيرية المهمة الممنوحة للدراسات في مجال البحوث النوم. ومع ذلك، أنتمور أكمل فهم الآليات الجزيئية ودوائر تنظيم دورة النوم واليقظة تتطلب معرفة أكثر اكتمالا من مكوناته. ينبغي للنظام لتسجيل الطباعة المفصلة أدناه تساعد في تحقيق هذا الهدف.