張青杰,鄭天歌,程 濤,賈靖儀,梁建輝
(北京大學(xué)藥學(xué)院分子與細(xì)胞藥理學(xué)系,北京 100083)
腦電圖(electroencephalogram,EEG)是一種利用電生理信號(hào)記錄儀檢測(cè)得的表征大腦活動(dòng)情況的圖形[1],可觀察和分析腦細(xì)胞群自發(fā)性和節(jié)律性電活動(dòng)的規(guī)律和特征。EEG不僅在臨床神經(jīng)精神疾病的診斷和治療中得到廣泛應(yīng)用,而且是相關(guān)基礎(chǔ)研究有效的實(shí)驗(yàn)方法和手段,在篩選和評(píng)價(jià)神經(jīng)精神疾病治療藥物、研究其藥理學(xué)作用機(jī)制等方面發(fā)揮重要作用[2-3]。目前清醒動(dòng)物EEG采集方法分為有線和無線2種,前者通過電線連接動(dòng)物頭部植入的顱內(nèi)電極采集動(dòng)物腦電信號(hào),后者則采用無線遙感技術(shù)[4-5]。無線采集法具有不干擾動(dòng)物自由活動(dòng)、可避免電線晃動(dòng)對(duì)腦電信號(hào)的影響等優(yōu)點(diǎn),但成本高、植入頭部的傳輸器大而重、技術(shù)要求高而難及操作復(fù)雜等缺點(diǎn)限制了其推廣和應(yīng)用,尤其不適合小鼠相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究[4-5]。因此,在相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究中,許多實(shí)驗(yàn)室仍然選擇和使用有線法。
無論是有線還是無線采集法,顱內(nèi)電極的埋置和電極連接裝置或腦電信號(hào)傳輸器的安裝都是必要的實(shí)驗(yàn)步驟。傳統(tǒng)經(jīng)典的電極埋置和安裝屬于裸露式,即顱內(nèi)電極連接裝置或腦電信號(hào)傳輸器直接埋置在大鼠或小鼠頭頂部,裸露在頭皮外。實(shí)際操作發(fā)現(xiàn),裸露式顱內(nèi)電極安裝法在術(shù)后實(shí)驗(yàn)過程中,易出現(xiàn)電極連接裝置脫落且不可修復(fù),給后續(xù)實(shí)驗(yàn)帶來難以克服的困難和損失。經(jīng)過反復(fù)摸索和預(yù)實(shí)驗(yàn),本課題組建立一種大鼠和小鼠顱內(nèi)電極“頭皮包埋式”埋置法,系統(tǒng)考察該方法采集腦電信號(hào)的可行性和有效性,以期在大鼠和小鼠腦電測(cè)定相關(guān)實(shí)驗(yàn)中推廣應(yīng)用。
雄性 SD(Sprague-Dawley)大鼠,體重 220~270 g;雄性ICR小鼠,體重22~25 g;均購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,SPF級(jí),生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2016-0006,合格證號(hào):11001-11911054401;飼養(yǎng)環(huán)境溫度22~23℃,濕度30%~50%,12/12 h明暗光照循環(huán),自由進(jìn)食進(jìn)水。大鼠和小鼠分籠飼養(yǎng),術(shù)前大鼠每籠5只(大籠),小鼠每籠5只(中籠),術(shù)后均單籠飼養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)開始前,大鼠和小鼠須在動(dòng)物房適應(yīng)4 d以上,定時(shí)抓摸以消除應(yīng)激反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)流程遵循美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物維護(hù)和使用指南(No.80-23,1996)。
選用杜邦線(型號(hào)/規(guī)格為1007-24AWG,欽源盛電子)作為大鼠電極,PVC鍍錫銅線(型號(hào)/規(guī)格為1571-28AWG,宏觀盛電纜)為小鼠電極。電極插座:JST連接插座(型號(hào)/規(guī)格為1.25-6A),深圳市新融躍電子。顱釘〔平頭螺絲,型號(hào)/規(guī)格為M1.4 mm×L2.5 mm(大鼠),型號(hào)/規(guī)格為M1.2 mm×L2.0 mm(小鼠)〕,深圳瑞沃德公司。義齒基托樹脂(Ⅱ型)和樹脂液劑(Ⅱ型),上海新世紀(jì)齒科材料有限公司;組織膠水(3M Vetbond Tissue),上海玉研科學(xué)儀器有限公司;大鼠和小鼠腦立體定位儀和顱骨鉆,深圳瑞沃德公司。腦電信號(hào)采集系統(tǒng):MP150多導(dǎo)生理信號(hào)記錄儀和AcqKnowledge4.2采集軟件,美國(guó)Biopac公司;SleepSign軟件(版本:3.2.6.1404),日本Kissei Comtec公司。
1.3.1 顱內(nèi)電極連接裝置制作
“頭皮包埋式”埋置法使用的顱內(nèi)電極連接裝置為自行設(shè)計(jì)制作,由電極連接導(dǎo)線和連接插座組成(圖1A和1B)。6P JST1.25連接插座焊接3根直徑1.0 mm(大鼠)或0.6 mm(小鼠)帶絕緣漆皮的導(dǎo)線,線長(zhǎng)2.5 cm(大鼠)或2.0 cm(小鼠),末端0.5 cm處剝落漆皮,使金屬絲裸露可纏繞于顱釘上導(dǎo)電。焊接處用熱熔膠涂抹做絕緣處理,最外部包裹一層熱縮管,起加固和絕緣作用。
Fig.1 Electroencephalogram(EEG)electrode connection device used for collecting rat and mouse EEG signals.A:the self-designed electrode connection device for rats;B:the self-designed electrode connection device for mice;C:the electrode connection device used in the traditional uncovered method.
傳統(tǒng)裸露式安裝法所用EEG電極連接裝置如圖1C,3根裸露金屬絲分別焊接在連接插座針腳上,金屬絲長(zhǎng)2~3 cm,直徑約0.3 mm,外部無任何絕緣措施。
1.3.2 顱骨暴露手術(shù)
使用0.3%戊巴比妥鈉(30 mg·kg-1,ip)麻醉大鼠和小鼠。翻正反射消失后,頭頸部剃毛。按常規(guī),腦立體定位儀固定大鼠或小鼠頭部(手術(shù)臺(tái)鋪保溫墊,避免體溫下降)和消毒,并暴露頭部骨窗。操作如下:①“頭皮包埋式”埋置法:頭部中線位置做縱行線性切口,大鼠切口長(zhǎng)約1.2 cm,小鼠切口長(zhǎng)約0.8 cm。3%H2O2溶液處理切口內(nèi)的頭皮下組織,暴露出前后囟。②傳統(tǒng)裸露式電極安裝法:頭部剪去面積大小適當(dāng)?shù)钠つw組織(直徑不低于前后囟位置長(zhǎng)度的圓形),3%H2O2溶液處理裸露出來的頭皮下組織。
1.3.3 顱內(nèi)電極植入
安裝坐標(biāo)。大鼠:左側(cè)枕葉(AP-4.80,ML-3.0),右側(cè)枕葉(AP-4.80,ML+3.0),左側(cè)皮質(zhì)前額葉區(qū)(AP+2.0,ML-2.0);小鼠:左側(cè)枕葉(AP-2.5,ML-2.0),右側(cè)枕葉(AP-2.5,ML+2.0),左側(cè)皮質(zhì)前額葉區(qū)(AP+1.0,ML-1.0)。
采用腦立體定位儀,按上述坐標(biāo)在顱骨表面定位,標(biāo)記,鉆孔(直徑約1.0 mm),垂直擰入顱釘(顱內(nèi)電極),至大腦組織表面即可。隨后安裝EEG電極連接裝置。①“頭皮包埋式”埋置法:在頸背部距前囟位置3.0 cm(大鼠)或2.0 cm(小鼠)處作橫向切口0.5 cm,分離皮下組織至頭部切口。顱內(nèi)電極連接裝置經(jīng)頸背部切口皮下插入,分別將3根電極連接導(dǎo)線與3枚顱釘相連,并將顱內(nèi)電極連接裝置的插座部分裸露在頸背部切口之外。碘伏消毒后,用適量牙托水泥包封顱釘和電極導(dǎo)線。牙托水泥固化后,切口消毒,涂抹組織膠水黏合頭部切口和頸背部切口,即將顱釘和電極連接導(dǎo)線埋置皮下。②傳統(tǒng)裸露式電極安裝法:使用傳統(tǒng)方法用電極連接裝置,在大鼠或小鼠頭部暴露的骨窗處,分別將裸露金屬絲與顱釘纏繞連接。隨后使用適量牙托水泥包封頭部顱釘、電極連接裝置的金屬絲和插座針腳,頭部其他創(chuàng)面亦需用牙托水泥覆蓋。術(shù)后ip給予青霉素,預(yù)防切口感染。恢復(fù)7 d后進(jìn)行EEG相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
動(dòng)物適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境1 h后,將MP150多導(dǎo)生理信號(hào)記錄儀上的信號(hào)采集傳輸線與顱內(nèi)電極連接裝置的插座相連接,持續(xù)采集15 min。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采樣頻率設(shè)置為50 Hz,EEG100C腦電放大器的輸入頻帶范圍為0.1~1000 Hz。
使用SleepSign軟件(版本:3.2.6.1404)分析腦電信號(hào)的頻率和功率。相對(duì)功率可消除不同個(gè)體腦電信號(hào)功率自身的差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響[6]。相對(duì)功率(%)=(不同頻率的功率/總功率)×100%。
采用“頭皮包埋式”埋置法安裝大鼠和小鼠頭部腦電電極,術(shù)后7 d,大鼠和小鼠頭部和頸背部切口基本愈合,未見感染,進(jìn)食進(jìn)水及一般行為活動(dòng)未受明顯影響,可進(jìn)行腦電采集相關(guān)實(shí)驗(yàn)。圖2A和2B顯示,術(shù)后21 d,雖仍可見頭部和頸背部切口裸露的皮膚,但整體恢復(fù)良好,未見組織壞死。術(shù)后42 d,切口完全修復(fù),包埋顱內(nèi)電極的頭皮組織生長(zhǎng)良好,新生毛發(fā)完全覆蓋切口。尤其是顱內(nèi)電極及其連接裝置保持完好。而傳統(tǒng)裸露式顱內(nèi)電極安裝法手術(shù)21和42 d后,切口仍然裸露,并出現(xiàn)不同程度的炎癥和潰爛(圖2C)。
Fig.2 Recoveries of incisions in rats and mice.A:rats treated with sub-scalp EEG electrode installation method;B:mice treated with sub-scalp EEG electrode installation method;C:rats treated with traditional uncovered method.
針對(duì)顱內(nèi)電極和連接裝置脫落的情況,本研究選取相同周齡的大鼠20只,隨機(jī)分為2組,每組10只。分別采用“頭皮包埋式”埋置法和傳統(tǒng)裸露式安裝法安裝EEG電極連接裝置,術(shù)后連續(xù)觀察100 d。前者未見電極裝置脫落,后者大鼠頭部電極裝置脫落3/10。同樣方法檢驗(yàn)小鼠EEG電極裝置的脫落情況,連續(xù)觀察100 d,前者無電極裝置脫落,后者電極裝置脫落2/10。
為驗(yàn)證所建立的顱內(nèi)電極“頭皮包埋式”埋置法和傳統(tǒng)裸露法腦電信號(hào)檢測(cè)結(jié)果的一致性,比較和分析大鼠和小鼠在清醒和麻醉狀態(tài)下的EEG相對(duì)功率。圖3結(jié)果顯示,無論是大鼠還是小鼠,2種方法所得大鼠和小鼠EEG的相對(duì)功率值在各頻段的分布均無顯著性差異。
Fig.3 Frequency and relative power of EEG in conscious and anesthetized mice(A,B)and rats(C,D)with uncovered and sub-scalp EEG electrode installation method.Relative power(%)=(power at different frequencies/total power)×100%.A and C:the relative power values of EEG obtained by mice and rats in conscious state;B and D:the relative power values of EEG obtained by mice and rats under anesthesia(0.3% pentobarbital,30 mg·kg-1,ip).±s,n=5-7.
用“頭皮包埋式”埋置法分析和比較了戊巴比妥鈉麻醉作用對(duì)小鼠腦電信號(hào)的影響。圖4A為麻醉和清醒狀態(tài)下小鼠EEG實(shí)測(cè)圖。結(jié)果顯示,麻醉狀態(tài)下EEG振幅較大,波形高且寬。圖4B為2種狀態(tài)下相對(duì)功率曲線圖,可見低頻段(0~5 Hz)處存在一峰值,高頻段處EEG相對(duì)功率值曲線較為平緩,整體表現(xiàn)為麻醉狀態(tài)高于清醒狀態(tài)。將不同頻段相對(duì)功率進(jìn)行進(jìn)一步比較和分析,結(jié)果顯示(圖4C),在δ波(0.5~3 Hz)中,麻醉狀態(tài)相對(duì)功率較清醒狀態(tài)低15.6%,θ,α和β波則呈現(xiàn)麻醉狀態(tài)相對(duì)功率高于清醒狀態(tài)的趨勢(shì),分別高出30.5%,416.6%和499.3%,但均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。總體而言,在各個(gè)頻段范圍內(nèi),小鼠麻醉和清醒狀態(tài)EEG相對(duì)功率無顯著性差異。
Fig.4 Frequency and relative power of EEG in conscious and anesthetized mice with sub-scalp EEG electrode installation method.A:EEG in anesthetized and conscious mice;B:frequency distribution curves of the EEG relative power;C:comparison of relative power between consciousness and anesthesia(pentobarbital,0.3%,30 mg·kg-1,ip)groups.±s,n=4.
用“頭皮包埋式”埋置法分析和比較了戊巴比妥鈉麻醉作用對(duì)大鼠腦電信號(hào)的影響。圖5A為麻醉和清醒狀態(tài)下大鼠EEG的實(shí)測(cè)圖。結(jié)果顯示,麻醉狀態(tài)振幅較高,波型較寬。圖5B為2種狀態(tài)下相對(duì)功率曲線圖,可見低頻段(0~5 Hz)處存在一峰值,高頻段處EEG相對(duì)功率值曲線較為平緩,整體表現(xiàn)為麻醉狀態(tài)相對(duì)功率曲線位于清醒狀態(tài)上方。進(jìn)一步作不同頻段相對(duì)功率的比較和分析,結(jié)果顯示(圖5C),在各個(gè)頻段范圍內(nèi),大鼠清醒和麻醉狀態(tài)相對(duì)功率無顯著性差別,但在頻率較高范圍(3~30 Hz)內(nèi),麻醉狀態(tài)則表現(xiàn)出高于清醒狀態(tài)的趨勢(shì),大鼠θ,α和β波麻醉狀態(tài)相對(duì)功率比清醒狀態(tài)分別高出10.4%,114.9%和351.9%。
Fig.5 Frequency and relative power of EEG in conscious and anesthetized rats with sub-scalp EEG electrode installation method.A:EEG in anesthetized and conscious rats;B:frequency distribution curves of the EEG relative power;C:comparison of relative power between consciousness and anesthesia(0.3% pentobarbital,30 mg·kg-1,ip)groups.±s,n=3.
選用7周齡大鼠用“頭皮包埋式”埋置法安裝電極,分別在第8,10和12周齡時(shí)采集大鼠腦電信號(hào),觀察大鼠不同周齡腦電信號(hào)的變化。結(jié)果顯示(圖6),各周齡段δ波的相對(duì)功率不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;θ,α和β波段處,第12周的大鼠EEG相對(duì)功率較第8周顯著增加(P<0.05)。
Fig.6 Relative EEG power of different weeks of age in rats with sub-scalp EEG electrode installation method.The method of embedding EEG electrodes under the scalp was adopted to install EEG signal acquisition devices,and EEG signals were collected at 8,10,and 12 weeks of age.±s,n=4-6.*P<0.05,compared with corresponding 8-week group.
針對(duì)大鼠的周齡和各頻段相對(duì)功率進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果(圖7)顯示,δ,θ,α和β波相對(duì)功率與大鼠周齡相關(guān)系數(shù)(r)分別為-0.874(P=0.161),0.992(P=0.041),0.985(P=0.055)和0.998(P=0.018),表明θ和β波相對(duì)功率與大鼠周齡呈顯著正相關(guān),隨大鼠周齡的增加,θ和β波的相對(duì)功率隨之增加。
Fig.7 Correlation between relative EEG power and weeks of age in rats with sub-scalp EEG electrode installation method.See Fig.6 for the rat treatment.±s,n=4-6.
傳統(tǒng)裸露式顱內(nèi)電極安裝完成后,手術(shù)切口裸露的面積大,愈合時(shí)間長(zhǎng),損傷的肌肉、骨膜、皮膚等組織讓動(dòng)物產(chǎn)生明顯的不適感,尤其是頭部大塊牙科水泥和顱內(nèi)電極連接裝置妨礙動(dòng)物的自由活動(dòng)以及進(jìn)食進(jìn)水行為,可增加和促使動(dòng)物抓撓和剮蹭頭部裝置,導(dǎo)致顱內(nèi)電極及連接裝置脫落,無法修復(fù),造成人力、時(shí)間、科研經(jīng)費(fèi)的浪費(fèi)和損失。有鑒于此,本課題組對(duì)傳統(tǒng)裸露式顱內(nèi)電極安裝方法改進(jìn)為“頭皮包埋式”埋置法。該法改進(jìn)如下:①將顱內(nèi)電極包埋于大鼠或小鼠頭皮下,使之能夠得到頭皮的保護(hù)。此方法中分離和縫合頭皮組織是否壞死最為關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該法術(shù)后頭皮組織和新生毛發(fā)生長(zhǎng)良好,切口完全修復(fù),未觀察到頭皮組織炎癥和潰爛,癥狀明顯輕于傳統(tǒng)裸露式安裝法。②采用組織膠水黏合頭皮切口,術(shù)后不存在裸露的手術(shù)創(chuàng)面,可明顯減輕動(dòng)物的不適感,減輕抓撓和剮蹭行為,有利于保護(hù)顱內(nèi)電極及其連接裝置,防止脫落。由于組織膠水費(fèi)用較高,在部分預(yù)實(shí)驗(yàn)中選用了價(jià)格低廉的502膠水黏合皮膚切口,收到了同樣的效果,即切口愈合良好,可完全修復(fù),但具有一定刺激作用。③盡可能減少牙托水泥的用量,以恰好密封顱釘和裸露導(dǎo)線接頭為宜,可避免頭部大塊牙科水泥對(duì)動(dòng)物自由活動(dòng)和進(jìn)食進(jìn)水行為的妨礙。預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí),曾經(jīng)嘗試使用熱熔膠替代牙托水泥,雖然在包埋顱內(nèi)電極和絕緣方面可取得相同的效果,但熱熔膠的穩(wěn)定性不如牙托水泥。此外,術(shù)中可見熱刺激作用。④傳統(tǒng)裸露式安裝法是顱內(nèi)電極直接與連接插座硬性連接,動(dòng)物頭頂部包塊大,易剮蹭,致使連接裝置和顱內(nèi)電極易脫落,且無法修復(fù)?!邦^皮包埋式”埋置法通過連接導(dǎo)線,實(shí)現(xiàn)顱內(nèi)電極與連接插座間的間接柔性連接,并將連接裝置置于動(dòng)物頸背部,避免其與飼養(yǎng)環(huán)境直接碰擦,有利于長(zhǎng)久保持。此外,“頭皮包埋式”埋置法在插座脫落后,顱內(nèi)電極和連接導(dǎo)線仍然存在,提供了重新焊接插座、修復(fù)連接裝置的可能性。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,采用“頭皮包埋式”埋置法埋置顱內(nèi)電極,安裝連接裝置,大鼠和小鼠頭部和頸背部切口可自行愈合,機(jī)體功能表現(xiàn)正常,體重增長(zhǎng)處于合理范圍,進(jìn)食進(jìn)水未受明顯影響。由此表明,“頭皮包埋式”埋置法具有明顯的優(yōu)勢(shì)和很好的實(shí)用性。
鼠籠籠蓋的改造可以有效地避免剮蹭行為所造成的顱內(nèi)電極和連接裝置的脫落?!邦^皮包埋式”埋置法選用厚度為0.1 mm延展性較好的銅片包裹籠蓋底部凸起處,并將食物直接放入籠內(nèi)。此外,單籠飼養(yǎng)可以防止打斗造成的連接裝置脫落。安裝顱釘時(shí),應(yīng)注意把握深度,位置過深易損傷腦組織,過淺則影響腦電信號(hào)的傳導(dǎo)。
除改進(jìn)手術(shù)方法外,完善信號(hào)采集環(huán)境亦十分重要。在EEG信號(hào)的采集過程中,出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定、信噪比差等情況,主要是由于信號(hào)采集過程中動(dòng)物活動(dòng)造成了腦電采集電纜移動(dòng)、導(dǎo)線張力增加或頭部電極裝置松動(dòng),致使信號(hào)接收斷開所致。頭部電極和測(cè)量籠的轉(zhuǎn)輪是腦電記錄系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分。安裝可靠而穩(wěn)固的頭部電極可極大地避免裝置松動(dòng),合理的平衡與導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)可防止其身體扭轉(zhuǎn)或起伏對(duì)測(cè)量的干擾,并減少電纜在箱內(nèi)下墜對(duì)動(dòng)物頭部造成的拖拽感,還可預(yù)防動(dòng)物啃咬導(dǎo)線[7]。此外,牢固的導(dǎo)線接口、絕緣的測(cè)量箱和完全的電磁屏蔽環(huán)境也是獲得長(zhǎng)期穩(wěn)定的腦電信號(hào)的重要條件。
分別采用傳統(tǒng)裸露式顱內(nèi)電極安裝法和“頭皮包埋式”埋置法對(duì)大鼠和小鼠進(jìn)行了信號(hào)采集。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,不論是在清醒還是麻醉狀態(tài)下,這2種方法得到的EEG相對(duì)功率均呈現(xiàn)隨頻率增加而下降的狀態(tài),且在同一測(cè)定條件下,兩者EEG相對(duì)功率在各頻段的分布狀態(tài)一致,無顯著性差異。以上結(jié)果表明,本研究所建立的“頭皮包埋式”埋置法與傳統(tǒng)裸露式安裝法的檢測(cè)結(jié)果具有良好的一致性。
采用“頭皮包埋式”埋置法檢測(cè)得到的大鼠和小鼠麻醉和清醒狀態(tài)EEG,波形穩(wěn)定,背景干擾小。信號(hào)采集腦區(qū)為左右枕葉部位,δ波有較高響應(yīng)。麻醉狀態(tài)下,EEG波型變寬,振幅升高,表明麻醉作用使大鼠腦電信號(hào)向低頻位置轉(zhuǎn)移,相對(duì)功率增高。據(jù)報(bào)道,異氟烷、安氟醚、氟烷和巴比妥酸鹽等多種麻醉藥品對(duì)腦電信號(hào)有影響,在深度麻醉狀態(tài)下均會(huì)導(dǎo)致EEG振幅增加[8-9]。本檢測(cè)結(jié)果與上述報(bào)道相符。
麻醉無意識(shí)狀態(tài)下腦電活動(dòng)與睡眠狀態(tài)相近[10],大腦EEG會(huì)向較慢頻率轉(zhuǎn)變,α波逐漸消失,θ和δ波大范圍出現(xiàn)[11-12]。本法選用戊巴比妥麻醉,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,麻醉狀態(tài)下大鼠和小鼠θ波相對(duì)功率均呈現(xiàn)大于其清醒狀態(tài)的趨勢(shì),增加幅度分別為10.4%和30.5%;α和β波相對(duì)功率也出現(xiàn)不同程度的增加,與報(bào)道相符[13]。此改變可能是由于進(jìn)入麻醉狀態(tài)時(shí),外周神經(jīng)沖動(dòng)被阻斷,丘腦-皮質(zhì)神經(jīng)元環(huán)路自發(fā)振蕩增強(qiáng),造成大腦皮質(zhì)高幅慢波比重增加[14],腦電信號(hào)趨于同步化。
大鼠在第8,10和12周時(shí)的腦電信號(hào)顯示,周齡越大,EEG中高頻段占比越高,且呈隨周齡增加而增加的趨勢(shì)。與第8周相比較,第12周θ,α和β波相對(duì)功率明顯增加,第10周也分別增長(zhǎng)137.6%,323.6%和493.0%。θ和β頻段的相對(duì)功率與周齡增長(zhǎng)成顯著正相關(guān)。上述結(jié)果表明,大鼠隨周齡增長(zhǎng)其枕葉部神經(jīng)元放電趨于去同步化,低幅快波的比重逐漸增大,δ波相對(duì)功率隨大鼠周齡增加而降低,θ,α和β波相對(duì)功率隨周齡增加而增大,與文獻(xiàn)[15]報(bào)道一致。對(duì)人腦電研究發(fā)現(xiàn),隨年齡增長(zhǎng),β波的相對(duì)功率同樣會(huì)出現(xiàn)顯著增加[16],δ波相對(duì)功率表現(xiàn)為下降趨勢(shì)[17]。據(jù)報(bào)道,老年大鼠(15~17月齡)α和β波相對(duì)功率較年輕大鼠(2~3月齡)更高,而δ和θ波相對(duì)功率則分別呈增加和降低的趨勢(shì)[13],本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與此不完全一致,可能與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的年齡差異、腦電采集腦區(qū)不同等實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)。
綜上所述,電極“頭皮包埋式”埋置法不僅可實(shí)現(xiàn)大鼠和小鼠腦電信號(hào)的采集分析,還具有更加穩(wěn)固、創(chuàng)傷小、感染率低、成本低廉和檢測(cè)線拆卸靈活等特點(diǎn),且具有更加可靠、穩(wěn)定和持久的優(yōu)點(diǎn),可用于測(cè)定大鼠和小鼠EEG信號(hào)。