אנו מודים לכל חברי המעבדה על תרומתם לכתיבה ולקריאה זהירה של כתב היד. אנו אסירי תודה פול פולן על דיונים מעוררים, ד&quot;ר Gisèle Ferrand הערות מועילות על פרוטוקול כירורגי, וד&quot;ר ז&#39;אן איב Chatton למתן את הקבצים ההפעלה Labview המקורי לחשיפה הרעש. המימון סופק על ידי הקרן השוויצרית הלאומית למדע (מענקים 31003A_146244 ו 31003A_166318) ואת Etat דה Vaud.

<ol>
	<li>Lecci, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coordinated+infra-slow+neural+and+cardiac+oscillations+mark+fragility+and+offline+periods+in+mammalian+sleep.">Coordinated infra-slow neural and cardiac oscillations mark fragility and offline periods in mammalian sleep.</a> Sci Adv. 3 (2), 1602026 (2017).</li><li>Rechtschaffen, A., Kales, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+manual+of+standardized+terminology,+techniques+and+scoring+system+for+sleep+of+human+subjects.">A manual of standardized terminology, techniques and scoring system for sleep of human subjects.</a> U.S. Department of Health, Education, and Welfare. , (1968).</li><li>Blake, H., Gerard, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+potentials+during+sleep.">Brain potentials during sleep.</a> Am J Physiol. 119, 692-703 (1937).</li><li>Rechtschaffen, A., Hauri, P., Zeitlin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+awakening+threshold+in+REM+and+NREM+sleep+stages.">Auditory awakening threshold in REM and NREM sleep stages.</a> Percept Mot Skills. 22 (3), 927-942 (1966).</li><li>Achermann, P., Borb&#233;ly, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-frequency+(&lt;+1+Hz)+oscillations+in+the+human+sleep+electroencephalogram.">Low-frequency (&lt; 1 Hz) oscillations in the human sleep electroencephalogram.</a> Neuroscience. 81 (1), 213-222 (1997).</li><li>Aeschbach, D., Borb&#233;ly, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-night+dynamics+of+the+human+sleep+EEG.">All-night dynamics of the human sleep EEG.</a> J. Sleep Res. 2 (2), 70-81 (1993).</li><li>Astori, S., Wimmer, R. D., L&#252;thi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manipulating+sleep+spindles--expanding+views+on+sleep,+memory,+and+disease.">Manipulating sleep spindles--expanding views on sleep, memory, and disease.</a> Trends Neurosci. 36 (12), 738-748 (2013).</li><li>Brown, R. E., Basheer, R., McKenna, J. T., Strecker, R. E., McCarley, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+sleep+and+wakefulness.">Control of sleep and wakefulness.</a> Physiol Rev. 92 (3), 1087-1187 (2012).</li><li>Buzs&#225;ki, G., Wang, X. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+gamma+oscillations.">Mechanisms of gamma oscillations.</a> Annu Rev Neurosci. 35, 203-225 (2012).</li><li>Rasch, B., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=About+sleep's+role+in+memory.">About sleep's role in memory.</a> Physiol Rev. 93 (2), 681-766 (2013).</li><li>Hal&#225;sz, P., B&#242;dizs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dynamic structure of NREM sleep. , (2013).</li><li>Terzano, M. G., Parrino, L., Spaggiari, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+cyclic+alternating+pattern+sequences+in+the+dynamic+organization+of+sleep.">The cyclic alternating pattern sequences in the dynamic organization of sleep.</a> Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 69 (5), 437-447 (1988).</li><li>Gottesmann, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+seven+sleep-waking+stages+in+the+rat.">Detection of seven sleep-waking stages in the rat.</a> Neurosci Biobehav Rev. 16 (1), 31-38 (1992).</li><li>Benington, J. H., Kodali, S. K., Heller, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scoring+transitions+to+REM+sleep+in+rats+based+on+the+EEG+phenomena+of+pre-REM+sleep:+an+improved+analysis+of+sleep+structure.">Scoring transitions to REM sleep in rats based on the EEG phenomena of pre-REM sleep: an improved analysis of sleep structure.</a> Sleep. 17 (1), 28-36 (1994).</li><li>Sullivan, D., Mizuseki, K., Sorgi, A., Buzs&#225;ki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+sleep+spindles+and+theta+oscillations+in+the+hippocampus.">Comparison of sleep spindles and theta oscillations in the hippocampus.</a> J Neurosci. 34 (2), 662-674 (2014).</li><li>Vas, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+adaptation+of+REM+sleep+latency,+intermediate+stage+and+theta+power+effects+of+escitalopram+after+chronic+treatment.">Differential adaptation of REM sleep latency, intermediate stage and theta power effects of escitalopram after chronic treatment.</a> J Neural Transm (Vienna). 120 (1), 169-176 (2013).</li><li>Schiffelholz, T., Aldenhoff, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+object+presentation+affects+sleep-wake+behavior+in+rats.">Novel object presentation affects sleep-wake behavior in rats.</a> Neurosci Lett. 328 (1), 41-44 (2002).</li><li>Wimmer, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustaining+sleep+spindles+through+enhanced+SK2-channel+activity+consolidates+sleep+and+elevates+arousal+threshold.">Sustaining sleep spindles through enhanced SK2-channel activity consolidates sleep and elevates arousal threshold.</a> J Neurosci. 32 (40), 13917-13928 (2012).</li><li>Fernandez, L. M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+dynamic+spatiotemporal+organization+of+low-frequency+activities+during+behavioral+states+in+the+mouse+cerebral+cortex.">Highly dynamic spatiotemporal organization of low-frequency activities during behavioral states in the mouse cerebral cortex.</a> Cereb Cortex. , (2016).</li><li>Franken, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+vs.+short-term+processes+regulating+REM+sleep.">Long-term vs. short-term processes regulating REM sleep.</a> J Sleep Res. 11 (1), 17-28 (2002).</li><li>Feige, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+microstructure+of+sleep+in+primary+insomnia:+an+overview+and+extension.">The microstructure of sleep in primary insomnia: an overview and extension.</a> Int J Psychophysiol. 89 (2), 171-180 (2013).</li><li>Parrino, L., Halasz, P., Tassinari, C. A., Terzano, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CAP,+epilepsy+and+motor+events+during+sleep:+the+unifying+role+of+arousal.">CAP, epilepsy and motor events during sleep: the unifying role of arousal.</a> Sleep Med Rev. 10 (4), 267-285 (2006).</li><li>Akinseye, O. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+as+a+mediator+in+the+pathway+linking+environmental+factors+to+hypertension:+a+review+of+the+literature.">Sleep as a mediator in the pathway linking environmental factors to hypertension: a review of the literature.</a> Int J Hypertens. 2015, 926414 (2015).</li><li>Campbell, K., Muller-Gass, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+extent+of+processing+of+near-hearing+threshold+stimuli+during+natural+sleep.">The extent of processing of near-hearing threshold stimuli during natural sleep.</a> Sleep. 34 (9), 1243-1249 (2011).</li><li>Nir, Y., Vyazovskiy, V. V., Cirelli, C., Banks, M. I., Tononi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+responses+and+stimulus-specific+adaptation+in+rat+auditory+cortex+are+preserved+across+NREM+and+REM+sleep.">Auditory responses and stimulus-specific adaptation in rat auditory cortex are preserved across NREM and REM sleep.</a> Cereb Cortex. 25 (5), 1362-1378 (2015).</li><li>Dang-Vu, T. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interplay+between+spontaneous+and+induced+brain+activity+during+human+non-rapid+eye+movement+sleep.">Interplay between spontaneous and induced brain activity during human non-rapid eye movement sleep.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 108 (37), 15438-15443 (2011).</li><li>Elton, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Event-related+potentials+to+tones+in+the+absence+and+presence+of+sleep+spindles.">Event-related potentials to tones in the absence and presence of sleep spindles.</a> J Sleep Res. 6 (2), 78-83 (1997).</li><li>McKinney, S. M., Dang-Vu, T. T., Buxton, O. M., Solet, J. M., Ellenbogen, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Covert+waking+brain+activity+reveals+instantaneous+sleep+depth.">Covert waking brain activity reveals instantaneous sleep depth.</a> PLoS One. 6 (3), 17351 (2011).</li><li>Mang, G. M., Franken, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+and+EEG+phenotyping+in+mice.">Sleep and EEG phenotyping in mice.</a> Curr Protoc Mouse Biol. 2 (1), 55-74 (2012).</li><li>Borb&#233;ly, A. A., Tobler, I., Hanagasioglu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+sleep+deprivation+on+sleep+and+EEG+power+spectra+in+the+rat.">Effect of sleep deprivation on sleep and EEG power spectra in the rat.</a> Behav Brain Res. 14 (3), 171-182 (1984).</li><li>Jurysta, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+chronic+primary+insomnia+on+the+heart+rate--EEG+variability+link.">The impact of chronic primary insomnia on the heart rate--EEG variability link.</a> Clin Neurophysiol. 120 (6), 1054-1060 (2009).</li><li>Silvani, A., Calandra-Buonaura, G., Benarroch, E. E., Dampney, R. A. L., Cortelli, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bidirectional+interactions+between+the+baroreceptor+reflex+and+arousal:+an+update.">Bidirectional interactions between the baroreceptor reflex and arousal: an update.</a> Sleep Med. , (2015).</li></ol>

המחברים מצהירים כי אין להם אינטרס כלכלי מתחרה.

כאן, אנו מראים כיצד ליצור פרופיל טמפורלי מתמשך של שינה ללא REM המשלבת משתנים EEG, EMG ו- ECG. זהו צעד ראשון לקראת פיתוח תיאור אינטגרטיבי של שינה עכבר, אשר יכול לעזור לזהות את לוח זמנים לא מוכר בעבר שבו עמידות גבוהה ונמוכה לרעש מאורגנים במהלך REM לא 1 . מבנה טמפורלי דומה תואר גם בשינה אנושית ללא REM באמצעות ניתוח אנלוגי 1 . הנוהל המוצג כאן ממלא שתי מטרות. ראשית, אנו מביאים לידי תשומת לב כי טכניקות polysomnographic יכול לספק באופן אמין הן EEG ו- EMG-ECG אותות במהלך שלם של REM לא תקופות שינה בעכברים. פעימת הלב בולטת ביותר בעקבות EMG במהלך שינה של REM עקב אטוניה בשרירים, והיא הופכת ליותר מוסתרת בשינה שאינה REM בגלל טונוס שרירים מוגבר ועוויתות שרירים מזדמנות. הוספת EMG-ECG אלקטרודות יותרעמוק לתוך השריר ולשמור אותם רחוק ככל האפשר מגביר את המשרעת של גלי R- של הלב, כך שהם מופיעים בבירור מן טונוס שריר הרקע. שגרות עבור זיהוי שיא ואז לחלץ את קצב הלב מן הלא REM לישון EMG-ECG האות ולאפשר כימות של השתנות שלה. הטכנולוגיות מבוססות טלמטריה כדי לפקח בו זמנית על EEG / EMG ו - ECG משמשים יותר ויותר, אבל איכות האותות הנדרשים לניתוח ספקטרלי יסודי נותרה נחותה מבחינת רוחב הפס והיציבות. יתר על כן, אפילו משדרים ערוץ יחיד הם בגודל ניכר, ואת ההשתלה שלהם באזור תת עורית צוואר הרחם או בחלל הגוף עלול להשפיע על רווחתו של בעל החיים לישון perturb. עם זאת, פיתוח נוסף של מכשירים כאלה הוא הכרחי כדי להרחיב את טווח הפרמטרים המרכזית האוטונומית, כי ניתן לעקוב בו זמנית במהלך שינה ללא הפרעה בעכברים, אשר המודל החי של גחקר ללימודי שינה. בשילוב עם טכניקות כגון איפוק ראש, המאפשר איסוף של נתונים משני REM ו REM לישון בעכברים עם פרופילים ספקטרלית ללא שינוי 1 , 19 , מדידות multiparametric במהלך השינה ניתן כעת בשילוב עם בדיקות התנהגותיות מבוקרת. שנית, הגישה האנליטית שאנו מציגים כאן יכולה להיות מיושמת גם על הפוטנציאלים בתחום המקומי כדי להגדיר את אזור המוח המעורב ביצירת סימן ההיכר של עניין 1 . יתר על כן, זה חל על טכניקות הדמיה מהר מספיק כדי לדווח על התנהגות ספקטרלית של אוכלוסיות עצביות ועל שתי רציפות ( למשל, להקות ספקטרליות) ו בדידים ( למשל קצב הלב או הנשימה) משתנים. רזולוציית הזמן שלה מוגבלת רק על ידי התקופה של התקופה שנבחרה עבור הבקיע את ערנות המדינה. בעיקרו של דבר, ניתוחים ספקטרליים סטנדרטיים של האותות שמקורם שאינם REM sסיביות bep ואחריו יישור של ערכי צפיפות הספק של אותות בודדים עבור כל תקופה. לאחר מכן, ניתוח ספקטרלי של הדינמיקה כוח אלה משמש לכימות תקופות במבנה. בשני העכברים ובני האדם, הגישה שלנו הניבה תנודה של 0.02 הרץ, עם תכונות דומות 1 , אשר מתאימים אותו כסימן מאחד עבור מבנה שינה יונקים. צעד קריטי היה אימות פונקציונלי של המחזוריות שנצפתה על ידי הבקעה ללא REM לישון retropectively מבוסס על תגובתיות התנהגותית של העכבר שינה לרעש. כאן, הבחירה של גירוי רעש שהוביל לתוצאה התנהגותית משתנה, גרימת השכמה או שינה דרך, היה מכריע. גירויים חושיים חזקים שגורמים להתעוררות במרבית החשיפות לא יפרקו את התנודה של 0.02 הרץ, משום שהעיצוב ייאכף מכל שלביו. לעומת זאת, גירוי חלש מדי לא היה חושף באופן עקבי את היחס בין השלב ל- osc 0.02 הרץאשליה. באופן דומה, כל המחזוריות שנצפתה במדד נמדד צריכה להיות מתאימה לתוצאה המשתנה. לדוגמה, במקרה המוצג כאן, יש לנו רק הבחנה בין התעוררות או שינה דרך אירועים, לא שוקל את הרגע המדויק של ההתעוררות במהלך החשיפה לרעש או משך של המדינה להתעורר בעקבות (עם זאת, ראה 1 ) . באמצעות גירויים קצרים בעוצמות שונות 24 , 25 , 28 יכול לעזור להגדיר את השלב המדויק של היחסים בין תנודה 0.02 הרץ ו-השכמה. יתר על כן, שינוי תדירות ההרכב של הקולות יכול לווסת את ההתעוררות כפונקציה של ההיסטוריה האחרונה של התנהגות שינה-שינה, מין, נוכחות של גוזלים או צורות אחרות של ניסיון. אפשרות נוספת יכולה להיות בדיקה אם השכיחות של microarousals או עוררות מלאה תלוי במצב שינה רגע נתון. </P&gt; ניקוד השינה מבוסס על תוצאה התנהגותית משתנה יכול להאיר את המיקרו ארכיטקטורה תפקודית של שינה באופן כללי יותר. בעוד אנו ואחרים בדקו תגובתיות לחשיפה לרעש , 1 , 28 , התעוררות בתגובה לאופנים חושיים אחרים, מעברי מצב ערנות 14 או דיווחי חלומות ניתנים להערכה כדי לחלץ את המתאם המתאים לשינה הקודמת. יתר על כן, זה יהיה מאוד מעניין לבדוק את הפרעת שינה חולים לגבי הרגישות שלהם הפרעה חיצונית כדי הפרעה פוטנציאלית של תנודה 0.02 הרץ. הפרעות בשינה עלולות להוביל להפרעות קרדיווסקולריות, בעוד הסיכון הקרדיווסקולרי עלול להוביל לדיסרגציה של שינה 31 , 32 , ביצוע חקירות על תיאום לב-מוח במהלך תנודה של 0.02 הרץ אשר עשויה להיות רלוונטית להבנת ה- Bidirectionaתלות.

שינה של יונקים היא מצב התנהגותי של מנוחה וחוסן לגירויים סביבתיים. למרות האחידות לכאורה, פרמטרים פוליסנוגרפיים ואוטונומיים מצביעים על כך שהשינה נעה בין מצבים עצביים וסומטיים שונים מבחינה איכותית וכמותית על קשקשים זמניים ומרחביים שונים 1 . במשך עשרות דקות, מתרחש מעבר בין REM ו- REM. Non-REM מלווה בפעילות משרעת גדולה בתדר נמוך ב- EEG, עם שיא ספקטרלי בסביבות 0.5 - 4 הרץ, בעוד ש REM מראה פעילות EEG קבועה בלהקה תטה (6-10 Hz), יחד עם שריר אטוניה 2 . בשינה שאינה REM, בני האדם עוברים דרך האור (S2) ושינה עמוקה של גלי איטי (SWS). כמו שמות שלהם מציין, אלה שני שלבים להראות סף עוררות נמוכה יותר 3 , 4 , בהתאמה, והם שונים בעיקר בצפיפות של שכיחות נמוכהEncy קורטיקלי כוח EEG, המכונה פעילות גל איטי (SWA, 0.75 - 4 הרץ). אי-אחידות נמשכת לאורך כל התקופות האינדיבידואליות של S2 ו- SWS על פני דקה עד תת-שנייה, כפי שתועדה בהרחבה על-ידי נוכחות משתנה של SWA במהלך התקף 5 , 6 , אך גם על ידי מקצבי EEG וקצב פוטנציאליים בשדה תדרים גבוהים יותר, כולל גלי צירים בלהקה סיגמא (10-15 הרץ) ומקצבי גמא (80 - 120 הרץ) (לסקירה, ראה 7 , 8 , 9 , 10 ). במקום להיות מתוחכם, וריאציות אלה משנות את המצב הקליפתלי של השינה בבני אדם לקצוות הספקטרום. לשינה ללא REM, טווח זה נע בין דומיננטיות של SWA ומציין כי פעילות משוערת דמוית כי הם מכילים חלק ניכר של רכיבי תדר גבוה 11 <suP&gt; 12 . אצל מכרסמים וחתולים, למרות ששינה ללא REM אינה מחולקת לשלבים, תקופה קצרה הנקראת שינה בינונית (IS) מתגלה לפני הופעת השינה ב- REM 13 . במהלך ה- IS, תכונות REM לשינה, כגון פעילות תטא בהיפוקמפוס וגלי ponto-geniculo-occipital מתחילים, בעוד שחתימות שינה ללא REM, כגון גלי צירים ו- SWA, עדיין קיימים, דבר המצביע על שילוב בין שתי מצבי השינה 14 , 15 . עם זאת, IS יכול להיות מובחן מבחינה פונקציונלית משום שהוא מאופנן על ידי תרופות נוגדות דיכאון 16 ודרך הצגת אובייקט חדש במהלך ההתעוררות 17 , והוא תורם לקביעת סף העוררות 18 . יתר על כן, חלקות שטח המדינה של EEG ופרמטרים EMG של חולדות נע בחופשיות להראות אשכול של נקודות 14 כי הוא רציף בין REM לא REM, שינה REM, ואת הערות. יש גם ירידות ספורדיות ב - SWA, מבלי להיכנס לערות או לשינה של REM, מה שמוביל לתנודות משמעותיות בנוכחות היחסית של רכיבי התדר הנמוך והתדר הגבוה במהלך התקפי שינה לא מאוחדים של REM 14 , 19 , 20 . לבסוף, יחסים משתנים של SWA ומקצבי תדר גבוהים יותר במהלך שינה ללא REM מתרחשים לא רק בזמן, אלא גם מראים הבדלים אזוריים במשרעת ובסינכרון בין אזורי קליפת המוח 19 . יונקים ללא REM שינה רחוק מלהיות אחיד. עם זאת, אם חוסר אחידות כזה מוביל למצבים שונים בתכונות תפקוד והתנהגות אינו ברור. בכמה סוגים של הפרעות שינה, שינה רצופה מופרעת על ידי התעוררות ספונטנית והתנהגות מוטורית בלתי הולמת. יתר על כן, ניתוחים ספקטרליים מראים שינויים בנוכחות היחסית של תדרים גבוהים יותר ב- EEG 21ובפרמטרים אוטונומיים, כגון שיעורי נשימת לב פועם 22. רצף מסודר של מצבי שינה יציבים הוא כה מוטרד, ואלמנטים של גירוי קליפת המוח ו / או אוטונומית להפריע באופן בלתי נשלט. לכן, הבנת הרצף של מצבי השינה היא רלוונטית למחלה. בנוסף, הפרעות השינה על ידי רעש סביבתי בסביבות עירוניות קשורות לסיכונים בריאותיים כלליים, מה שהופך אותו חיוני כדי לזהות רגעים של פגיעות מוגברת במהלך השינה 23 . ניסויים עוררים התנהגות שינה בבני האדם הראו שמדובר ההקשה להתעורר מן הלא-REM בשינה (שלב S3), בעוד אור הלא-REM בשינה (שלב S2) ו REM בשינה להראות דומה ועוררות נמוכות סף 4 SWA-נשלטה. עיבוד קורטיקלי של גירויים קול קצר משתנה באופן משמעותי בין שנת REM, S2, ו S3 24 ,25 , המציין כי ספציפית המדינה דפוסי פעילות קליפת המוח לווסת את השלבים הראשונים של עיבוד חושי. לשינה ללא REM בבני אדם, הנטייה להתעורר בתגובה לרעש משתנה עם נוכחות של צירים גלי מקצבי אלפא ב EEG 26 , 27 , 28 . מקצב Thalamocortical במהלך צירים מלווה עיכוב סינפטי המשופר הוא ברמת התלמוס ואת קליפת המוח, אשר נחשבה לתרום את ההנחתה של חושי עיבוד 7. כיצד מאורגנים תקופות שינה עמידים לרעש ופגיעים בזמן, ומהם הגורמים הקובעים? בשני עכברי האדם, זיהינו לאחרונה תנודה איטית, 0.02 הרץ במקצבים עצביים. בהתאם לשלב של תנודה זו 0.02 הרץ, עכברים הראו תגובתיות משתנה לגירויים חיצוניים, או מתעורר או ישן throuצליל רעש. מעניין לציין, כי תנודה זו היתה בקורלציה עם קצב פעימות הלב, המציין כי מערכת העצבים האוטונומית משתתפת אפנון של פגיעות של שינה לגירויים חיצוניים 1 . מקצבים בהיפוקמפוס הקשורים לזיכרון היו מאורגנים גם הם בקצב זה, והכי בולט היה כוחו בקורלציה עם איכות איחוד הזיכרון בבני אדם. התנודה 0.02 הרץ, כך נראה, הוא עקרון מארגן של שינה מכרסמים ולא אנושי REM כי מודולציה הן רגישות לסביבה עיבוד זיכרון פנימי. זה שוב מדגיש את הצורך בהערכות multiparametetric ומתמשך של מצבי שינה כדי לזהות את הפונקציונליות שלהם לזהות אתרים של פגיעות פוטנציאלית. כאן, אנו מציגים הליך כדי לחלץ את waveform של הדינמיקה האלה, כולל השתלה כירורגית של עכברים עבור משולב EEG / ECoG ו EMG-ECG מדידות, חשיפה גירויים חושיים, אNd ניתוח שגרות. הליך זה מספק בסיס לצפייה בשינה כמצב השתנות מתמיד אך מאורגן היטב, שבמסגרתו מתבצעות פעולות שינה בסיסיות שונות ברצף. באופן כללי יותר, ההליך חל על גישות המכוונות לחלץ את התכונות הספקטראליות והאוטונומיות שקודמות לתוצאה התנהגותית במהלך השינה הן במצבי בריאות והן במצבי מחלה.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1226">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:316px;">2-components epoxy glue</td>
			<td style="width:128px;">Henkel</td>
			<td style="width:177px;">Loctite EA 3450</td>
			<td style="width:605px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Absorbable Suturing Fiber (Prolene)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>5-0 FS-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Adson Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11006-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Antiseptic swab</td>
			<td>VWR</td>
			<td>149-0332</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Attane Isoflurane</td>
			<td>Piramal</td>
			<td>Isoflurane 250mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Connectors 3x2-channels</td>
			<td>ENA AG</td>
			<td>2.316</td>
			<td>Raster 2.00 x 2.00 mm; size 5x8x9 mm; pin size 5mm; http://www.ena.ch/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dragonfly commutator</td>
			<td>Dragonfly</td>
			<td>Model #SL-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EMBLA amplifier</td>
			<td>EMBLA</td>
			<td>A10 amplifier</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fine scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>14108-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Flat Head Gold-plated steel screw</td>
			<td>J.I. Morris</td>
			<td>FF00CE125</td>
			<td>https://jimorrisco.com/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gold wire</td>
			<td>CMSA</td>
			<td>T.69 5gr</td>
			<td>http://www.cmsa.ch/en/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hemostatic sponge</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>Gelfoam</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">iodine-based disinfectant (Betadine)</td>
			<td>Mundipharma</td>
			<td>standart solution 60mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Komet drill steel 1/005PM104</td>
			<td>UNOR AG</td>
			<td>22310</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Matlab Analysis Software</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>R2016b</td>
			<td>https://ch.mathworks.com/products/matlab.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microdrill</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>96758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mouse Gas Anesthesia Head Holder</td>
			<td>Kopf Instruments</td>
			<td>Model 923-B</td>
			<td>http://kopfinstruments.com/product/model-923-b-mouse-gas-anesthesia-head-holder/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ophtalmic ointment</td>
			<td>Pharmamedica</td>
			<td>VITA-POS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Paladur (liquid)</td>
			<td>UNOR AG</td>
			<td>2260215</td>
			<td>for dental cement</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Palavit (powder)</td>
			<td>UNOR AG</td>
			<td>5410929</td>
			<td>for dental cement</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Small Animal Stereotaxic Frame</td>
			<td>Kopf Instruments</td>
			<td>Model 930</td>
			<td>http://kopfinstruments.com/product/model-930-small-animal-stereotaxic-frame-assembly/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Soldering wire</td>
			<td>Stannol</td>
			<td>593072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Temperature controller - Mini rectal probe</td>
			<td>Phymep</td>
			<td>4090502</td>
			<td>http://www.phymep.com/produit/dc-temperature-controller/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Temperature controller- heating pad</td>
			<td>Phymep</td>
			<td>4090205</td>
			<td>http://www.phymep.com/produit/dc-temperature-controller/</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantifying infra-slow dynamics of spectral power and heart rate in sleeping mice

שלוש מדינות ערנות שולטות בחיי יונקים: ערות, שינה לא-מהירה (non-REM) ושינה ב- REM. ככל שקורלציות התנהגותיות עצביות יותר מזוהות בחיות נעות באופן חופשי, חלוקה זו של שלוש פיסות הופכת לפשוטה מדי. במהלך הערות, קבוצות של פעילות קליפת המוח הגלובלית והמקומית, יחד עם פרמטרים היקפיים כגון קוטר נימי ואיזון סימפטובגאלי, מגדירות דרגות שונות של עוררות. עדיין לא ברור באיזו מידה השינה גם יוצרת רצף של מצבי מוח - שבתוכם מידת החוסן לגירויים חושיים ולעוררות, ואולי גם פונקציות שינה אחרות, משתנה בהדרגה - וכיצד משתנות המדינות הפיזיולוגיות הפריפריות. מחקר לקידום שיטות לפקח על מספר פרמטרים במהלך השינה, כמו גם לייחס קבוצות של תכונות פונקציונליות אלה, הוא מרכזי כדי לשפר את ההבנה שלנו של שינה כתהליך רב תכליתי במהלכו השפעות מועילות רבות חייב להיות לשעבראקוטי. זיהוי פרמטרים חדשים המאפיינים מצבי שינה יפתח הזדמנויות לשדרות אבחון חדשות בהפרעות שינה. אנו מציגים נוהל לתיאור וריאציות דינאמיות של מצבי שינה שאינם REM, באמצעות ניטור וניתוח משולבים של אלקטרואנצפלוגרמה (ECoG), אלקטרומגראם (EMG) ואלקטרוקרדיוגרמה (ECG) באמצעות טכניקות הקלטה פוליסנוגרפיות סטנדרטיות. בעזרת גישה זו, מצאנו כי שינה ללא REM שינה מאורגנת במחזורים של תנודות מתואם עצביים לבביים אשר מייצרים במרווחים רצופים 25-s של שבירות גבוהה ונמוכה לגירויים חיצוניים. לכן, מערכות העצבים המרכזית האוטונומית מתואמות כדי ליצור מצבי שינה שונים מבחינה התנהגותית במהלך שינה מאוחרת של REM. אנו מציגים מניפולציות כירורגיות עבור polysomnographic ( כלומר, EEG / EMG בשילוב עם ECG) ניטור כדי לעקוב אחר מחזורים אלה העכבר שינה באופן חופשי, ניתוח כדי quantiFy הדינמיקה שלהם, ואת פרוטוקולי גירוי אקוסטי להעריך את תפקידם בסבירות של להתעורר. הגישה שלנו כבר הורחבה לשינה אנושית ומבטיחה לפרק עקרונות משותפים של מצבי שינה לא- REM אצל יונקים.

איור 2 א (הלוח העליון) מראה 100 דקות של מתיחה של התנהגות ספונטני שינה- Wake, נרשם באמצעות אלקטרודות פוליסומנוגרפיים מושתלים כמתואר (ראה איור 1 ). את העליות ואת הירידות של EEG ו- EMG משרעת ב לא REM לישון הופעת נראים בבירור. שנת REM לסירוגין מסומנת על ידי ירידה במשרעת EEG וירידה נוספת בטון EMG שאינו גלוי בסולם זמן דחוס זה. זום על אחד שאינו REM לישון נחשף את גלים איטי גבוה משרעת ב- EEG ו, ב EMG-ECG עקבות, את פעילות שריר נמוכה, אשר על מרווחי RR של קצב הלב להקיף כמו סטיות אנכי ( איור 2 א , לוחות באמצע ותחתון). FFT מגלה את הדומיננטיות של SWA לאורך כל 4-s epochs ( איור 2 ב &#39; ). מתכננים את הסיגמם הממוצעכוח (10-15 Hz, בר צל אדום) עבור כל אחד מהתקופות הללו מגלה את הזמן משתנה כמובן, יחד עם וריאציות קצב הלב עם הכיוון ההפוך. ביצוע ניתוח זה על פני כל התקפי REM ולא לנרמל מתכוון ערכי כוח unravels את וריאציות קבוע כוח סיגמא סביב הממוצע ( איור 2 ג ). ניתוח פורייה על פני זמן זה כוח מראה שיא גדול סביב 0.02 הרץ, המשקף את הגידול התקופתי של כוח סיגמא במרווחים של 50 שניות ( איור 2 ד ). כדי לבדוק את הפונקציה של תנודה 0.02-Hz ב עוררות, עכברים נחשפו 20-פולסים של 90 dB בעת שינה, לפי התנאים המתוארים. איור 3 מציג חלק מהתוצאות הניסוייות של חשיפות רעש כאלה. כאשר עכברים לא התעוררו במהלך הרעש, ו- EEG ו- EMG-ECG נותרו ללא שינוי, התוצאה הייתה מחלקהאם הוא &quot;שינה דרך&quot; ( איור 3 א ). כאשר משרעת EEG ירד פעילות EMG נצפתה, התוצאה היתה הבקיע כמו &quot;התעוררות&quot; ( איור 3 ב ). מדי פעם, עכברים עבר לשינה REM במהלך משפט ( איור 3 ג ) או התעורר במרווח של 40 שניות לפני תחילת רעש ( איור 3 ד ). אירועים אלה לא נכללו בניתוח, משום שהאינטרס שלנו היה לזהות באופן ספציפי את הסימנים של שינה מאוחדת שאינה REM שקודמת לתוצאות החשיפה לרעש (&quot;שינה דרך&quot; או &quot;התעוררות&quot;). חישוב כוח הסיגמא בתקופה של 40 שעות לפני גירוי הרעש הראה כי תנודה 0.02 הרץ היה שוקת שלה כאשר &quot;שינה דרך&quot; התרחשה ( איור 3 E , פאנל שמאל), ואילו הוא הגיע לשיא עבור &quot; לְמַעלָה&amp;#34; אירוע ( איור 3 E , פאנל ימין). לכן, הבקיע את השינה הלא רם של עכבר בדיעבד, בהתבסס על תוצאה התנהגותית משתנה לגירוי אקוסטי, מזהה את השלב של תנודה 0.02 הרץ בסיגמא כוח כסימן ההיכר עבור מצבי שינה עם גמישות משתנה לרעש.

Watch this Scientific Journal Video about Quantifying Infra-slow Dynamics of Spectral Power and Heart Rate in Sleeping Mice at JoVE.com

Quantifying Infra-slow Dynamics of Spectral Power and Heart Rate in Sleeping Mice

כאן, אנו מציגים פרוצדורות ניסוייות ואנליטיות כדי לתאר את הדינמיקה הזמנית של המשתנים העצביים והלבניים של שינה שאינה REM בעכברים, המווסתים את היענות השינה לגירויים אקוסטיים.

כימות אינפרה איטית דינמיקה של הספק ספקטרלי ואת קצב הלב בעכברים שינה

Three vigilance states dominate mammalian life: wakefulness, non-rapid eye movement (non-REM) sleep, and REM sleep. As more neural correlates of behavior ...

quantifying-infra-slow-dynamics-spectral-power-heart-rate-sleeping

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

9.9K Views.  University of Lausanne.  כאן, אנו מציגים פרוצדורות ניסוייות ואנליטיות כדי לתאר את הדינמיקה הזמנית של המשתנים העצביים והלבניים של שינה שאינה REM בעכברים, המווסתים את היענות השינה לגירויים אקוסטיים. 

Video: Quantifying Infra-slow Dynamics of Spectral Power and Heart Rate in Sleeping Mice

Multi-electrode Array Recordings of Neuronal Avalanches in Organotypic Cultures

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output. During development, this activity is important for the migration and differentiation of cortex cell types and the formation of neuronal connections1. In the mature animal, ongoing activity reflects the past and the present state of an animal into which sensory stimuli are seamlessly integrated to compute future actions. Thus, a clear understanding of the organization of ongoing i.e. spontaneous activity is a prerequisite to understand cortex function. 
Numerous recording techniques revealed that ongoing activity in cortex is comprised of many neurons whose individual activities transiently sum to larger events that can be detected in the local field potential (LFP) with extracellular microelectrodes, or in the electroencephalogram (EEG), the magnetoencephalogram (MEG), and the BOLD signal from functional magnetic resonance imaging (fMRI). The LFP is currently the method of choice when studying neuronal population activity with high temporal and spatial resolution at the mesoscopic scale (several thousands of neurons). At the extracellular microelectrode, locally synchronized activities of spatially neighbored neurons result in rapid deflections in the LFP up to several hundreds of microvolts. When using an array of microelectrodes, the organizations of such deflections can be conveniently monitored in space and time. 
Neuronal avalanches describe the scale-invariant spatiotemporal organization of ongoing neuronal activity in the brain2,3. They are specific to the superficial layers of cortex as established in vitro4,5, in vivo in the anesthetized rat 6, and in the awake monkey7. Importantly, both theoretical and empirical studies2,8-10 suggest that neuronal avalanches indicate an exquisitely balanced critical state dynamics of cortex that optimizes information transfer and information processing.
In order to study the mechanisms of neuronal avalanche development, maintenance, and regulation, in vitro preparations are highly beneficial, as they allow for stable recordings of avalanche activity under precisely controlled conditions. The current protocol describes how to study neuronal avalanches in vitro by taking advantage of superficial layer development in organotypic cortex cultures, i.e. slice cultures, grown on planar, integrated microelectrode arrays (MEA; see also 11-14).

A robust way to study neuronal avalanches, i.e. scale-invariant spatio-temporal activity bursts, indicative of critical state dynamics in cortex. Avalanches emerge spontaneously in developing superficial layers of cultured cortex which allows for long-term measurements of the activity with planar integrated multi-electrode arrays (MEA) under precisely controlled conditions.

Multi-אלקטרודה מערך הקלטות של מפולות העצבית תרבויות Organotypic

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output.  During development, this activity is important for the ...

Spectral Confocal Imaging of Fluorescently tagged Nicotinic Receptors in Knock-in Mice with Chronic Nicotine Administration

Ligand-gated ion channels in the central nervous system (CNS) are implicated in numerous conditions with serious medical and social consequences. For instance, addiction to nicotine via tobacco smoking is a leading cause of premature death worldwide (World Health Organization) and is likely caused by an alteration of ion channel distribution in the brain1. Chronic nicotine exposure in both rodents and humans results in increased numbers of nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) in brain tissue1-3. Similarly, alterations in the glutamatergic GluN1 or GluA1 channels have been implicated in triggering sensitization to other addictive drugs such as cocaine, amphetamines and opiates4-6.

Consequently, the ability to map and quantify distribution and expression patterns of specific ion channels is critically important to understanding the mechanisms of addiction. The study of brain region-specific effects of individual drugs was advanced by the advent of techniques such as radioactive ligands. However, the low spatial resolution of radioactive ligand binding prevents the ability to quantify ligand-gated ion channels in specific subtypes of neurons. 

Genetically encoded fluorescent reporters, such as green fluorescent protein (GFP) and its many color variants, have revolutionized the field of biology7.By genetically tagging a fluorescent reporter to an endogenous protein one can visualize proteins in vivo7-10. One advantage of fluorescently tagging proteins with a probe is the elimination of antibody use, which have issues of nonspecificity and accessibility to the target protein. We have used this strategy to fluorescently label nAChRs, which enabled the study of receptor assembly using F&ouml;rster Resonance Energy Transfer (FRET) in transfected cultured cells11.More recently, we have used the knock-in approach to engineer mice with yellow fluorescent protein tagged &alpha;4 nAChR subunits (&alpha;4YFP), enabling precise quantification of the receptor ex vivo at submicrometer resolution in CNS neurons via spectral confocal microscopy12. The targeted fluorescent knock-in mutation is incorporated in the endogenous locus and under control of its native promoter, producing normal levels of expression and regulation of the receptor when compared to untagged receptors in wildtype mice. This knock-in approach can be extended to fluorescently tag other ion channels and offers a powerful approach of visualizing and quantifying receptors in the CNS.

In this paper we describe a methodology to quantify changes in nAChR expression in specific CNS neurons after exposure to chronic nicotine. Our methods include mini-osmotic pump implantation, intracardiac perfusion fixation, imaging and analysis of fluorescently tagged nicotinic receptor subunits from &alpha;4YFP knock-in mice (Fig. 1). We have optimized the fixation technique to minimize autofluorescence from fixed brain tissue.We describe in detail our imaging methodology using a spectral confocal microscope in conjunction with a linear spectral unmixing algorithm to subtract autofluoresent signal in order to accurately obtain &alpha;4YFP fluorescence signal. Finally, we show results of chronic nicotine-induced upregulation of &alpha;4YFP receptors in the medial perforant path of the hippocampus.

We have developed a novel technique of quantifying nicotinic acetylcholine receptor changes within subcellular regions of specific subtypes of CNS neurons to better understand the mechanisms of nicotine addiction by using a combination of approaches including fluorescent protein tagging of the receptor using the knock-in approach and spectral confocal imaging.

דימות ספקטרלי Confocal של קולטנים ניאציניות מתויג fluorescently ב עקום בעכברים עם מינהל ניקוטין כרונית

Ligand-gated ion channels in the central nervous system (CNS) are implicated in numerous conditions with serious medical and social consequences.  For ...

Behavioral Determination of Stimulus Pair Discrimination of Auditory Acoustic and Electrical Stimuli Using a Classical Conditioning and Heart-rate Approach

Acute animal preparations have been used in research prospectively investigating electrode designs and stimulation techniques for integration into neural auditory prostheses, such as auditory brainstem implants1-3 and auditory midbrain implants4,5. While acute experiments can give initial insight to the effectiveness of the implant, testing the chronically implanted and awake animals provides the advantage of examining the psychophysical properties of the sensations induced using implanted devices6,7.
Several techniques such as reward-based operant conditioning6-8, conditioned avoidance9-11, or classical fear conditioning12 have been used to provide behavioral confirmation of detection of a relevant stimulus attribute. Selection of a technique involves balancing aspects including time efficiency (often poor in reward-based approaches), the ability to test a plurality of stimulus attributes simultaneously (limited in conditioned avoidance), and measure reliability of repeated stimuli (a potential constraint when physiological measures are employed).
Here, a classical fear conditioning behavioral method is presented which may be used to simultaneously test both detection of a stimulus, and discrimination between two stimuli. Heart-rate is used as a measure of fear response, which reduces or eliminates the requirement for time-consuming video coding for freeze behaviour or other such measures (although such measures could be included to provide convergent evidence). Animals were conditioned using these techniques in three 2-hour conditioning sessions, each providing 48 stimulus trials. Subsequent 48-trial testing sessions were then used to test for detection of each stimulus in presented pairs, and test discrimination between the member stimuli of each pair. 
This behavioral method is presented in the context of its utilisation in auditory prosthetic research. The implantation of electrocardiogram telemetry devices is shown. Subsequent implantation of brain electrodes into the Cochlear Nucleus, guided by the monitoring of neural responses to acoustic stimuli, and the fixation of the electrode into place for chronic use is likewise shown.

The application of a classical fear conditioning behavioral paradigm for auditory prosthetic research in rats is described. This paradigm provides a mechanism for identifying both detection of, and discrimination between, distinct acoustic and electrical stimuli using heart-rate as an outcome measure.

קביעת ההתנהגות של אפליה Stimulus זוג אקוסטית שמיעתית גירויים חשמליים באמצעות התניה קלאסית ואת קצב הלב גישה

Acute animal preparations have been used in research prospectively investigating electrode designs and stimulation techniques for integration into neural ...

Applications of EEG Neuroimaging Data: Event-related Potentials, Spectral Power, and Multiscale Entropy

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain signal. Typically, researchers represent the brain's response as the mean across repeated experimental trials and disregard signal fluctuations over time as "noise". However, it is becoming clear that brain signal variability conveys meaningful functional information about neural network dynamics. This article describes the novel method of multiscale entropy (MSE) for quantifying brain signal variability. MSE may be particularly informative of neural network dynamics because it shows timescale dependence and sensitivity to linear and nonlinear dynamics in the data.

Neuroimaging researchers typically consider the brain's response as the mean activity across repeated experimental trials and disregard signal variability over time as "noise". However, it is becoming clear that there is signal in that noise. This article describes the novel method of multiscale entropy for quantifying brain signal variability in the time domain.

יישומים של נתוני ה-EEG הדמייה: פוטנציאל הקשור לאירוע, כוח של רוח רפאים, וMultiscale אנטרופיה

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain ...

A Simple and Inexpensive Method for Determining Cold Sensitivity and Adaptation in Mice

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life. The cold plantar assay allows the objective and inexpensive assessment of cold sensitivity in mice, and can quantify both analgesia and hypersensitivity. Mice are acclimated on a glass plate, and a compressed dry ice pellet is held against the glass surface underneath the hindpaw. The latency to withdrawal from the cooling glass is used as a measure of cold sensitivity.
Cold sensation is also important for survival in regions with seasonal temperature shifts, and in order to maintain sensitivity animals must be able to adjust their thermal response thresholds to match the ambient temperature. The Cold Plantar Assay (CPA) also allows the study of adaptation to changes in ambient temperature by testing the cold sensitivity of mice at temperatures ranging from 30 &#176;C to 5 &#176;C. Mice are acclimated as described above, but the glass plate is cooled to the desired starting temperature using aluminum boxes (or aluminum foil packets) filled with hot water, wet ice, or dry ice. The temperature of the plate is measured at the center using a filament T-type thermocouple probe. Once the plate has reached the desired starting temperature, the animals are tested as described above.
This assay allows testing of mice at temperatures ranging from innocuous to noxious. The CPA yields unambiguous and consistent behavioral responses in uninjured mice and can be used to quantify both hypersensitivity and analgesia. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

The Cold Plantar Assay (CPA) measures cold responsiveness between 30 &#176;C and 5 &#176;C, and can also measure cold adaptation. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

שיטה פשוטה וזולה לקביעה קרה רגישות והסתגלות בעכברים

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life.  The cold ...

Determination of Photoreceptor Cell Spectral Sensitivity in an Insect Model from In Vivo Intracellular Recordings

Intracellular recording is a powerful technique used to determine how a single cell may respond to a given stimulus. In vision research, intracellular recording has historically been a common technique used to study sensitivities of individual photoreceptor cells to different light stimuli that is still being used today. However, there remains a dearth of detailed methodology in the literature for researchers wishing to replicate intracellular recording experiments in the eye. Here we present the insect as a model for examining eye physiology more generally. Insect photoreceptor cells are located near the surface of the eye and are therefore easy to reach, and many of the mechanisms involved in vision are conserved across animal phyla. We describe the basic procedure for in vivo intracellular recording of photoreceptor cells in the eye of a butterfly, with the goal of making this technique more accessible to researchers with little prior experience in electrophysiology. We introduce the basic equipment needed, how to prepare a live butterfly for recording, how to insert a glass microelectrode into a single cell, and finally the recording procedure itself. We also explain the basic analysis of raw response data for determining spectral sensitivity of individual cell types. Although our protocol focuses on determining spectral sensitivity, other stimuli (e.g., polarized light) and variations of the method are applicable to this setup.

Determination of Photoreceptor Cell Spectral Sensitivity in an Insect Model from In Vivo Intracellular Recordings

The electrophysiological technique of intracellular recording is demonstrated and used to determine spectral sensitivities of single photoreceptor cells in the compound eye of a butterfly.

קביעת תא קולטת אור הרגישות ספקטרלית במודל חרקים מן<em&gt; In vivo</em&lt;הקלטות תאיות

Intracellular recording is a powerful technique used to determine how a single cell may respond to a given stimulus. In vision research, intracellular ...

Electroencephalographic, Heart Rate, and Galvanic Skin Response Assessment for an Advertising Perception Study: Application to Antismoking Public Service Announcements

The evaluation of advertising, products, and packaging is traditionally performed through methods based on self-reports and focus groups, but these approaches often appear poorly accurate in scientific terms. Neuroscience is increasingly applied to the investigation of the neurophysiological bases of the perception of and reaction to commercial stimuli to support traditional marketing methods. In this context, a particular sector or marketing is represented by public service announcements (PSAs). The objective of this protocol is to apply electroencephalography (EEG) and autonomic signal analysis to study responses to selected antismoking PSAs. Two EEG indices were employed: the frontal alpha band EEG asymmetry (the Approach Withdrawal (AW) index) and the frontal theta (effort index). Furthermore, the autonomic Emotional Index (EI) was calculated, as derived from the Galvanic Skin Response (GSR) and Heart Rate (HR) signals. The present protocol describes a series of operational and computational steps required to properly estimate, through the aforementioned indices, the emotional and cerebral reaction of a group of subjects towards a selected number of antismoking PSAs. In particular, a campaign characterized by a symbolic communication style (classified as "awarded" on the basis of the prizes received by specialized committees) obtained the highest approach values, as estimated by the AW index. A spot and an image belonging to the same PSA campaign based on the "fear arousing appeal" and with a narrative/experiential communication style (classified as "effective" on the basis of the economical/health-related improvements promoted) reported the lowest and highest effort values, respectively. This is probably due to the complexity of the storytelling (spot) and to the immediateness of the image (a lady who underwent a tracheotomy). Finally, the same "effective" campaign showed the highest EI values, possibly because of the empathy induced by the testimonial and the explicitness of the message.

The following protocol describes a series of operational and computational steps required to properly estimate the emotional and cerebral reaction of a group of subjects towards a selected number of Public Service Announcements (PSAs) against smoking, aired in the USA and Europe during the period between 1998 and 2015.

Electroencephalographic, קצב הלב, והערכה בעור על התפיסה פרסום מחקר: ליישום תשדירי שירות תדמית

The evaluation of advertising, products, and packaging is traditionally performed through methods based on self-reports and focus groups, but these ...

Spectral Reflectometric Microscopy on Myelinated Axons In Situ

In a mammalian nervous system, myelin provides an electrical insulation by enwrapping the axon fibers in a multilayered spiral. Inspired by its highly-organized subcellular architecture, we recently developed a new imaging modality, named spectral reflectometry (SpeRe), which enables unprecedented label-free nanoscale imaging of the live myelinated axons in situ. The underlying principle is to obtain nanostructural information by analyzing the reflectance spectrum of the multilayered subcellular structure. In this article, we describe a detailed step-by-step protocol for performing a basic SpeRe imaging of the nervous tissues using a commercial confocal microscopic system, equipped with a white-light laser and a tunable filter. We cover the procedures of sample preparation, acquisition of spectral data, and image processing for obtaining nanostructural information.

Spectral Reflectometric Microscopy on Myelinated Axons In Situ

Here, we present a step-by-step protocol for imaging myelinated axons in a fixed brain slice using a label-free nanoscale imaging technique based on spectral reflectometry.

מיקרוסקופ Reflectometric ספקטרלי ב ו דנדריטים בחיי עיר

In a mammalian nervous system, myelin provides an electrical insulation by enwrapping the axon fibers in a multilayered spiral. Inspired by its ...

The Power of Interstimulus Interval for the Assessment of Temporal Processing in Rodents

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in neurocognitive disorders. Despite the popularization of prepulse inhibition (PPI) in recent years, many current protocols promote using a percent of control measure, thereby precluding the assessment of temporal processing. The present study used cross-modal PPI and gap prepulse inhibition (gap-PPI) to demonstrate the benefits of employing a range of interstimulus intervals (ISIs) to delineate effects of sensory modality, psychostimulant exposure, and age. Assessment of sensory modality, psychostimulant exposure, and age reveals the utility of an approach varying the interstimulus interval (ISI) to establish the shape of the ISI function, including increases (sharper curve inflections) or decreases (flattening of the response amplitude curve) in startle amplitude. Additionally, shifts in peak response inhibition, suggestive of a differential sensitivity to the manipulation of ISI, are often revealed. Thus, the systematic manipulation of ISI affords a critical opportunity to evaluate temporal processing, which may reveal the underlying neural mechanisms involved in neurocognitive disorders.

Temporal processing, a preattentive process, may underlie deficits in higher-level cognitive processes, including attention, commonly observed in neurocognitive disorders. Using prepulse inhibition as an exemplar paradigm, we present a protocol for manipulating interstimulus interval (ISI) to establish the shape of the ISI function to provide an assessment of temporal processing.

הכוח של מרווח Interstimulus להערכה של זמני עיבוד בחולדות

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in ...

Quantifying Subcellular Ubiquitin-proteasome Activity in the Rodent Brain

The ubiquitin-proteasome system is a key regulator of protein degradation and a variety of other cellular processes in eukaryotes. In the brain, increases in ubiquitin-proteasome activity are critical for synaptic plasticity and memory formation and aberrant changes in this system are associated with a variety of neurological, neurodegenerative and psychiatric disorders. One of the issues in studying ubiquitin-proteasome functioning in the brain is that it is present in all cellular compartments, in which the protein targets, functional role and mechanisms of regulation can vary widely. As a result, the ability to directly compare brain ubiquitin protein targeting and proteasome catalytic activity in different subcellular compartments within the same animal is critical for fully understanding how the UPS contributes to synaptic plasticity, memory and disease. The method described here allows collection of nuclear, cytoplasmic and crude synaptic fractions from the same rodent (rat) brain, followed by simultaneous quantification of proteasome catalytic activity (indirectly, providing activity of the proteasome core only) and linkage-specific ubiquitin protein tagging. Thus, the method can be used to directly compare subcellular changes in ubiquitin-proteasome activity in different brain regions in the same animal during synaptic plasticity, memory formation and different disease states. This method can also be used to assess the subcellular distribution and function of other proteins within the same animal.

This protocol is designed to efficiently quantify ubiquitin-proteasome system (UPS) activity in different cellular compartments of the rodent brain. Users are able to examine UPS functioning in nuclear, cytoplasmic and synaptic fractions in the same animal, reducing the amount of time and number of animals needed to perform these complex analyses.

בדיקת כימות משנית אוביקוויאין-פעילות פרוטאסדום במוח מכרסם

The ubiquitin-proteasome system is a key regulator of protein degradation and a variety of other cellular processes in eukaryotes. In the brain, increases ...