浅析帕金森大鼠运动节律和睡眠-觉醒周期的变化
帕金森病（Parkinson's disease, PD）是一种神经系统变性疾病，病理改变是黑质致密部多巴胺能神经元变性，神经元中路易小体形成。PD运动症状包括静止性震颤、肌强直、运动迟缓、姿势不稳等。同时，PD还存在一些非运动障碍症状，如精神障碍、节律异常或者心理障碍等。其中，节律异常尤其是睡眠障碍在PD患者中普遍存在，对患者生活质量影响很大。近些年来，与PD相关的睡眠障碍引起了广泛关注。
一、PD大鼠模型的制备
调整脑立体定位仪（购自上海欣软信息科技有限公司），使其处于水平位置，定位仪的臂垂直于水平面;称重大鼠，用10%水合氯醛(0.35m1/100g)腹腔注射麻醉大鼠，用耳镑固定大鼠头部，再固定大鼠于三维立体定位仪上。碘伏消毒大鼠颅顶皮肤，剃毛，做一个5 cm左右纵行切口，依次清除颅骨表面组织，充分暴露颅骨前囱及后囱位置，在显微镜下准确定位前囱点，调整大鼠头部使颅骨前囱与后囱处于同一水平面。参照Paxinos and Watson图谱，在定位仪上准确定位前脑内侧束(AP 4.0mm, LR1.60-1.65mm, H 7.80-7.90mm，记号笔标记，用颅骨钻在标记点钻孔，用弯针头小心挑去残留的骨片。将微量注射器排空气泡，吸取5微升6-OHDA溶液(4u g6-OHDA溶于1 u 10.2%维生素C生理盐水中)，固定于立体定位仪上。将微量注射器前端垂直下入前脑内侧束位置，10min左右缓慢注入6-OHDA溶液，注射完毕留针10min，缓慢出针。术后缝合大鼠头部皮肤，缝合处撒青霉素粉预防感染。
假手术组制备时，用等量0.2%维生素c生理盐水代替6-OHDA溶液，余操作同手术组。
术毕，待大鼠清醒后，将大鼠放于干净鼠笼(6只/笼)中，饲养于12h光照/12h黑暗的条件下，开关灯时间分别为7时、19时。食物、水自取，饲养28天后进行模型鉴定。
二、PD大鼠模型鉴定
在安静环境中，大鼠腹腔注射新鲜配制阿叶吗啡(2mg/1 Kg)后，置于旋转行为测试仪中（购自上海欣软信息科技有限公司），记录30min大鼠旋转圈数。随后重复诱导2次(0.2mg/1Kg，隔日一次，三次诱导旋转圈数均大于210r的大鼠纳入PD组。
SuperRotation是一款基于视频图像识别处理的动物转圈行为检测系统，采用上海欣软公司自主研发的帧对帧算法（Fream to Fream）以及头尾识别（Head-Tail）算法实时判断实验过程动物的转圈行为。
检测指标：
总转圈圈数
顺时针转圈圈数
逆时针转圈圈数
顺时针转圈角度
逆时针转圈角度
顺时针转圈平均半径
逆时针转圈平均半径
转圈平均速度
实验总时间、轨迹图、状态关系图
实验原始视频
上海欣软信息科技有限公司官网
三、大鼠自主跑轮活动记录
将入组大鼠放入 大鼠自主跑轮中（购自上海欣软信息科技有限公司），食水自取，室温24度。在光照/黑暗(light/dark, LD)环境下饲养，每个笼顶的光照强度约为400-500Iux，光照黑暗周期为12h光照/12h黑暗，开关灯时间为7时和19时，由自动计时器控制周期。记录期间，定期清洁鼠笼。
大鼠在跑轮过程中的自发活动信号通过每个跑轮鼠笼后面的微开关得以记录，通过上海欣软信息科技有限公司的自主跑轮软件进行数据采集(连续多日24h不间断记录)。
上海欣软的大小鼠自主活动转轮记录仪是由动物本身自发运动来推动跑轮转动。在这种构型中，笼内动物长期活动的信息，如跑轮转动方向、转数、累计总行程等，能够使用编码器进行长度计记录。此装置由转轮组件、笼体、以及转动方向速度传感器组成，是研究动物生活节律实验必备工具。也可选配投食器，进行运动奖赏实验等。
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四、大鼠脑电活动记录
（1）脑电记录的手术操作
脑电电极用酒精消毒备用。大鼠腹腔注射10%水合氯醛(0.35m1/100mg)麻醉，用耳镑固定大鼠头颅，将耳镑固定于立体定位仪上。碘伏消毒大鼠颅顶皮肤，剃毛，剪去大鼠颅骨表面皮肤，依次去除颅骨表面组织，充分暴露前后囱，彻底止血，保证颅骨表面干燥。电极定位位置为:冠状缝前1 mm与颅骨中线右侧旁开1 mm交点，人字缝前1 mm与颅骨中线两侧旁开1 mm交点，在此三点处固定脑电电极，以不损伤硬脑膜为准;将肌电电极分别插入大鼠颈部浅肌层(左侧)，深肌层(右侧)。脑电电极及肌电电极均用牙科水泥固定于颅骨表面，待牙科水泥充分干燥。大鼠清醒后，单笼饲养，水食自取。术后恢复一周，进行脑电及肌
电记录。
（2）脑电活动记录
将大鼠放入脑电记录装置内适应环境1-2天。脑电记录装置为透明有机玻璃的圆柱体置于屏蔽柜子内，水食自取，自由活动，光照周期为12h光照/12h黑暗，光照周期由自动计时器控制，开关灯时间分别为为7时和19时。圆柱体上方安装旋转体，保证大鼠自由活动。将导线一端接于大鼠头颅的电极上，转体上，旋转体再与信号放大器相连，放大器将EEG信号及滤波(EEG:带通滤波在0.3-30.0Hz之间，EMG:带通滤波在EMG一端接于旋信号放大、100-300Hz后，经模数转换器直接输入电脑。
模数转换和数据记录由上海欣软脑电记录软件控制，将数据记录至电脑硬盘。每只大鼠连续不间断记录24h(当日19时至次日19时)，记录结束后由上海欣软脑电分析软件进行数据分析。依据人工对大鼠睡眠分析的模式，进行软件自动分析，后进行人工校正。以10s为一个基本单位，将睡眠一觉醒周期分为:（1）非快动眼睡眠期(NREMS:以高幅慢波为特征，肌电活动明显减少;(2)快动眼睡眠期:以低波幅和持续的theta节律(6-10Hz为特征，无明显肌肉活动，不除外偶尔出现的肌肉抽动;(3)觉醒期:额一枕叶引出低幅快波脑电波及明显的肌电信号为特征。