基于计算机的多星仪电谱仪程脑电图数据

涉及小鼠的所有程序都遵守了《实验室动物护理和使用指南》（第8版，美国国家科学院出版社，华盛顿特区），并经田纳西大学动物护理和使用委员会审查和批准。 1. 植入记录电极和初始数据收集 购买小鼠，并把它们放在湿度和温度控制的房间，并可获得食物和水。允许小鼠在手术植入记录电极前一周适应新环境。植入程序已详细描述1，14。 消毒所有手术设备。 用异常脱胶麻醉小鼠，在2.5%~3%的100%氧气中分娩。 失去正确的反射后，将小鼠从麻醉感应室中取出，并将其转移到立体框架。 在两只眼睛上涂抹眼膏。 将分路胶降低至1.7%，通过面罩持续交付。 做一个中线头皮切口，以暴露头骨。 钻两个颅骨以上左右皮层（每个在立体坐标前 = 1.0 和横向 = 3.0 相对于布雷格马15）。 将 EEG 电极插入每个颅骨切除术中，用牙科丙烯酸固定。 在背椎梯形肌肉中植入双极电极，用于记录肌电图 （EMG）。注：四个电极被引导到一个无线遥测仪，植入下皮以上右下身体象限。这些手术技术可以在这里查看（https://www.datasci.com/services/dsi-surgical-services/surgical-videos）。 手术后，施用镇痛卡洛芬，并将小鼠放在温暖的恢复笼中。观察鼠标，直到它处于流动。房子单独植入小鼠。 手术后完全康复后，每天处理小鼠，并评估EEG和EMG录音的质量。 将数据采集系统配置为记录所有信号 = 1，000 mV。 获取所需持续时间的 EEG 和 EMG 录像。 使用睡眠评分软件将数字 EEG 和 EMG 录制的每个 10 s 箱评分为觉醒、快速眼动 （REM） 睡眠或非 REM （NREM） 睡眠。注：在小鼠菌株中，脑电图功率存在基因型和状态差异，以总功率16的百分比表示。在B6小鼠中，觉醒状态的特点是75~100 mV，混合频率脑电图，EMG信号显示突出的肌肉张力，运动过程中振幅增大。NREM 睡眠评分标准包括相对于唤醒的 EMG 振幅降低 EMG 振幅。与觉醒相比，NREM 睡眠 EEG 的频率较慢，振幅增加（100~150 mV）。REM睡眠的特点是肌肉肌张力和脑电图信号，类似于脑电图的觉醒。 指示两个人独立获得相同的记录。至少有一个人应该对治疗状况视而不见。两个睡眠评分器之间的协调值应大于 90%。 2. 设施和设备 使用数据采集仪器和软件放大和数字化未过滤的 EEG 和 EMG 信号。注：冷泉港实验室Mitra实验室开发的Chronux光谱分析工具箱用于将脑电图信号表示为与时间和频率域相关的功率。 3. 频谱计算 如果是 Windows 用户，请使用已编译的程序。 如果是 Macintosh 用户，请运行原始代码文件。 以 EDF 或 CSV 文件格式获取原始的、未处理的 EEG 数据，并将其放置在与编译的程序文件相同的位置。 使用以下约束为数据文件命名：名称必须仅包含字母、数字、下划线或破折号。 使用以下约束为数据文件命名：文件名不得包含句点、逗号、空格或任何其他符号。 下载已编译的多光片频谱图程序 （https://drive.google.com/） 启动频谱图程序并按照弹出提示进行操作。选择文件类型： *。CSV 或 *。Edf。注：更多程序安装详细信息位于 readme.txt 文件中。 键入整个 EEG 文件名（例如，419eeg.edf 或 419.eeg.csv）。 选择光谱图计算的参数：默认值或”新建”。在计算频谱图时，此步骤需要最长的处理时间。数学窗口函数（分量器）提供与基础频谱的统计无关估计值。录制持续时间越长，此步骤的时间越长。在运行 Windows 10 的 PC 平台上，4 小时录制最多需要大约 3⁄4 分钟。 使用以下默认光谱图参数：采样频率 = 500 Hz。这表示每秒的样本数。fpass = 0.3 Hz 和 30 Hz。 Fpass 定义输入的频率，并控制输出中提供的频率范围。填充 = 2。填充工作可以精细地插值输出，而不会影响结果计算。这可能有助于可视化和光谱线的精确识别。该字段是从 -1 到向上的任何整数。时间带宽产品 （NW） = 15。信号时间持续时间和光谱宽度的积。锥数 = 29。选择锥数时，必须使用 2NW-1。使用的锥数没有限制。使用的锥度越多，就会在指定的频率带宽中包含浓度较差的锥度。审判平均 = 1。此参数控制是否执行试用或通道平均。如果此参数设置为 0，则没有通道平均，并且函数将输出作为输入数据传递的每个试验或通道的独立结果。但是，如果试验平均值设置为 1，则通过试验或通道对用户的结果输出进行平均。计算 FFT =30 s 的时间。 用于通过计算许多小窗口上的频谱来跟踪频谱的演变。FFT 计算的窗口的步长大小 = 5。执行每个频谱计算后滑动时间窗口前进的数量。注：步骤 3.7.1 中所述的默认光谱图参数可根据需要进行更改。 输入频谱图和 EEG 的标题。 保存生成的频谱图和 EEG。 单击”文件 ” 保存图形|保存在图形窗口中。注：这些数字将为节目用户提供可发展成出版物质量数字的摘要。 4. 故障排除 下载样本鼠标睡眠脑电图数据，以进行样本光谱图计算。 使用示例数据运行程序，以确保用户正确使用该程序。在附录中查找这些示例数据的数字，以确保从样本数据创建的数据准确无误。注：所有使用的设备和材料都已在材料表中提供。