الكشف التلقائي من التذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم في الفئران EEG

يرتبط ثيتا النشاط في الدماغ لمختلف الدول المعرفية والوظيفية، بما في ذلك الإثارة والانتباه والحركة الطوعية، والسلوك الاستكشافي، والسلوك الانتباه والتعلم والذاكرة، والتكامل الحسية الجسدية، وحركة العين السريعة (REM) النوم ^{1 و 2.} في المقام الأول، ثيتا النشاط ككيان الإيقاعي يمكن أن تتولد في مختلف المناطق الدماغية ودرجة عالية من التنظيم ومزامنة كما ثيتا التذبذبات. أدناه، سوف نركز على التحليل النوعي والكمي لثيتا النشاط / التذبذبات التي يتم إنشاؤها داخل منظومة septohippocampal ^{3 و 4.} داخل الحاجز، GABAergic، مشروع glutamatergic، والخلايا العصبية كوليني إلى الحصين والمساهمة في بدء وصيانة ثيتا السلوك المتذبذب. هناك مناقشات تدور الآن حول ما إذا كانت بدأت التذبذبات الحصين ثيتا في الحاجز، أي </em> على الحاجز-منظم ضربات القلب الحصين نموذج تابع، (نظرية extrahippocampal) أو جوهريا في قرن آمون (نظرية intrahippocampal) ^{5، 6، 7.}

بغض النظر عن أصلهم، كانت التذبذبات ثيتا قرن آمون في بؤرة الاهتمام لسنوات، لا سيما في نماذج الفئران المعدلة وراثيا. هذه النماذج تسمح للزرع أقطاب كهربائية EEG عميقة ولتسجيل الاهتزازات ثيتا الحصين تحت المهام المعرفية والسلوكية المحددة ^8. التذبذبات الحصين ثيتا هي غير متجانسة في طبيعتها. واستنادا إلى ما يسمى نظرية الثنائي للثيتا التذبذبات، يمكن للمرء أن يفرق بين تراعي الأتروبين النوع الثاني ثيتا والأتروبين حساسة النوع الأول ثيتا ^{9 و 10 و 11.} يمكن لهذا الأخير عادة ما يكون ذلك حافزا التي كتبها M المسكارينية ₁ / M <sيو بي منبهات> 3 مستقبلات، على سبيل المثال، أريكولين، بيلوكاربين، ويوريتان. ومع ذلك، يوريتان دواء متعدد الاهداف أنه، إلى جانب تفعيل المسكارينية، كما تمارس تأثيرات معقدة على الكيانات القناة الايونية أخرى. للنوع الثاني ثيتا، ويشمل المسار المسكارينية تفعيل M ₁ / م ₃ ولاحق G _{ف / 11} (Gα) تفعيل بوساطة من فسفوليباز C β _{1/4 (1/4} PLCβ)، trisphosphate اينوزيتول (المفتش ₃₎ ، diacylglycerole (داج)، الكالسيوم ^2+، وبروتين كيناز C (بي كي سي). وقد تم التحقق من صحة دور PLCβ ₁ و PLCβ ₄ في thetagenesis في الدراسات خروج المغلوب باستخدام PLCβ1 ^{– / –} وPLCβ4 ^{– / –} الفئران واظهار خسارة كاملة أو توهين كبير من ثيتا التذبذب ^{12 و 13 و 14.} M إضافي _1، M _3، وM ₅ أهداف المصب (تشاnnels / التيارات) من سلسلة إشارات المسكارينية تشمل المواصلة مختلفة، مثل M من نوع K ⁺ قناة (ك _م) عبر تعتمد على الجهد K ⁺ قناة (ك _ت 7)؛ بطيئة بعد فرط الاستقطاب K ⁺ قناة (كانساس _{برنامج مكافحة الجوع)؛} تسرب K ⁺ قناة (K _تسرب)، وربما عبر TWIK ذات الصلة حمض حساسة K ⁺ قناة (TASK1 / 3)؛ الموجبة الحالية (أنا _CAT)، وربما عبر قناة تسرب نا ⁺ (NALCN)؛ وأنا _ح عبر فرط الاستقطاب والنوكليوتيدات بوابات قنوات دوري (HCN). وبالإضافة إلى ذلك، تم الإبلاغ عن مستقبلات م ₂ / M ₄ أستيل كولين (ACHRS) للتدخل في المعدل الداخلي K ⁺ قناة 3.1 (K _{الأشعة تحت الحمراء} 3.1) والداخل المعدل K ⁺ قناة 3.2 (K _{الأشعة تحت الحمراء} 3.2) ^15.

حاليا، البرامج التحليلية المتاحة تجاريا يسمح للتحليل سريع على أساس الاتحاد الفرنسي للتنس تردد، على سبيل المثال، تحليل الطاقة (P، بالسيارات ²⁾أو كثافة طيف الطاقة (PSD، بالسيارات ² / هرتز). السلطة أو كثافة طيف الطاقة (PSD) تحليل لمدى التردد ثيتا فقط يعطي نظرة شاملة من نشاطها. ومع ذلك، من أجل الحصول على نظرة مفصلة في النشاط ثيتا المعرفي والمتعلقة السلوك، وتحليل الاهتزازات ثيتا درجة عالية من التنظيم هو إلزامي. تقييم التذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم هو من أهمية مركزية في مجال الأمراض العصبية والنفسية العصبية. وتتم معظم الدراسات التجريبية المرض في نماذج الفئران المعدلة وراثيا باستخدام أساليب الجراحة العصبية عالية متطورة لتسجيل سطح فوق الجافية ورسم المخ داخل المخ العميقة. وتشمل هذه التقنيات كلا النظامين حبل ¹⁶ و الاجهزة radiotelemetric ^{17 و 18.} التذبذبات ثيتا يمكن تسجيلها كما التذبذبات ثيتا عفوية والمتعلقة السلوك تحت ظروف التسجيل على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ثيتا التذبذبات يكون ريكوrded التالية تحريض الدوائي ولكن أيضا بعد التعرض للحيوانات مع المهام السلوكية أو المعرفية أو للمؤثرات الحسية، مثل ذيل معسر.

النهج في وقت مبكر لتوصيف وصفت ثيتا التذبذبات التي كتبها Csicsvari وآخرون. ^19. مصممة الكتاب أداة شبه الآلي لتحليل ثيتا على المدى القصير (15-50 دقيقة) ليست مناسبة للتسجيلات EEG منذ فترة طويلة. لدينا وسيلة، وصفها هنا، يسمح لتحليل تسجيل EEG على المدى الطويل> 48 ح ^20. Csicsvari وآخرون. ¹⁰ أشار أيضا إلى نسبة ثيتا الدلتا، ولكن لم يتم توفير الحد الأدنى لتحديد ذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم. دلتا وثيتا تعريفات مجموعة مباراتنا تعريفات النطاق الترددي. كما لم يذكر ذلك صراحة، نحن نفترض أن يستخدم أسلوب قائم على الاتحاد الفرنسي للتنس التي كتبها Csicsvari وآخرون. لحساب قوة نطاقات التردد-ثيتا الدلتا. هذهمرة أخرى يختلف بشكل واضح من طريقة لدينا، لأننا حساب سعة القائم على المويجات على عدد كبير من المقاييس التردد (تردد الخطوات Δ (و) = 0.05 هرتز)، مما أدى إلى ارتفاع من الدقة. مدة الحقبة EEG تحليلها بشكل فردي مشابهة لتعريفنا.

Klausberger وآخرون. ²¹ أيضا الاستفادة من نسب ثيتا الدلتا لتحليل تسجيلات EEG على المدى الطويل. ومع ذلك، هناك اختلافات كبيرة مقارنة نهجنا: أ) مدة الحقبة EEG أطول من ذلك بكثير، أي لا يقل عن 6 ق. ب) يتم تعيين نسبة ثيتا دلتا 4، وهو أعلى بكثير من الحد المسموح به، ويرتبط لمختلف التعاريف نطاق التردد؛ وثالثا) من المرجح أن يكون على أساس نهج الاتحاد الفرنسي للتنس، التي تفتقر إلى الدقة العالية، وخاصة للنوافذ زمنية قصيرة جدا تعريف الطاقة (2 ثانية، أي 5 دورات لالتذبذبات مع تردد 2.5 هرتز). في مثل هذه الحالات، وهو إجراء قائم على المويجات هو أكثر يوصى.دراسة من قبل كابلان وآخرون. ²² تحسب فقط قوة ثيتا بينما يتجاهل نسبة القوة ثيتا الدلتا. وهكذا، فإن كابلان الاقتراب ²² لا يمكن أن تفرق بين عمليات ثيتا الغنية المعرفية يرافقه دلتا مرتفعة أو منخفضة.

في بروتوكول التالية، وسوف نقدم نهجنا التحليلي القائم على المويجات لتحليل موثوق التذبذبات ثيتا درجة عالية من التنظيم في تسجيلات EEG قرن آمون من الفئران. وبما أن هذا الإجراء يعمل تلقائيا، ويمكن تطبيقه على مجموعات كبيرة من البيانات والقياسات EEG على المدى الطويل.