应用大鼠前额叶皮层多通道局部场电位的同步模式研究丙泊酚麻醉程度

目的 研究在清醒、丙泊酚麻醉过程中、翻正反射恢复后3种状态下,大鼠前额叶皮层多通道局部场电位（LFPs）的同步模式,作为界定麻醉程度的客观指标.方法 利用成年SD大鼠5只,在大鼠前额叶皮层植入16通道微电极阵列10 d后,应用Cerebus多通道信号采集分析系统,记录大鼠在清醒、丙泊酚麻醉过程中、翻正反射恢复后3种状态下前额叶皮层的16通道信号.丙泊酚麻醉按0.1 mg/（kg体重·min）的剂量,恒速静脉输注.对记录的原始信号进行预处理,获取LFPs,应用Hilbert变换计算LFPs相位系列.选择参考通道,分别计算3种状态下4s时间段内其它15通道LFPs相位与参考通道LFPs相位的相关动态值,计算窗口200 ms,窗口移动步长50 ms.结果 大鼠在清醒状态下LFPs相位的相关动态值比在丙泊酚麻醉状态下小（P〈0.05）;恢复翻正反射后的LFPs相位相关动态值比清醒状态大（P〈0.05）,比麻醉状态下小（P〈0.05）.结论 大鼠在清醒状态下,其前额叶皮层LFPs相位未呈现同步性;在丙泊酚麻醉状态下,呈现高度的同步性;在麻醉复苏期间,同步性在2者之间.多通道LFPs相位的同步程度可以界定不同的麻醉程度.

基于非线性Wigner-Ville分析的多通道局部场电位θ和γ同步振荡对大鼠工作记忆事件的编码

基于非线性Wigner-Ville distribution(WVD)方法,对大鼠在工作记忆过程中前额叶皮层多通道局部场电位(local field potentials,LFPs)进行相位同步分析,研究LFPs与工作记忆有关的θ及γ频段的同步振荡模式及其对工作记忆事件的编码。实验数据为大鼠在工作记忆过程中前额叶皮层的16通道LFPs,应用带通滤波提取每个通道LFPs的θ与γ频段,应用Hilbert变换分别提取其相位,选取平均放电频率最高的通道作为参考通道。取计算窗口为50 ms,移动窗口步长为12.5 ms,从初始窗口开始,计算每个窗口中各通道LFP的θ与γ频段的相位序列对参考通道相位序列的非线性WVD项,然后计算每个窗口中各通道LFP的θ与γ频段的相位序列的线性WVD项,分别获得这两个频段同步振荡的时空分布模式。结果显示,在工作记忆事件发生过程中,LFPs的θ和γ频段相位的非线性WVD项出现同步振荡,LFPs的θ频段相位的线性WVD项出现同步振荡而γ频段相位的线性WVD项未出现同步振荡。表明多通道LFPs的θ和γ频段相位的非线性WVD项能有效地编码工作记忆事件,LFPs相位的线性WVD项只能在θ频段编码工作记忆事件,在γ频段不能编码工作记忆事件。

多通道局部场电位独立分量能量编码工作记忆事件的研究

目的 基于大鼠前额叶皮层多通道局部场电位（LFPs）的独立分量分析（ICA）,研究LEPs的各个独立分量（ICs）的能量如何编码工作记忆过程中的事件.方法 以事件发生点为零点,分别将±500 ms内在大鼠记忆皮层记录的15通道LEPs,通过ICA分解为15个ICs,计算各分量在窗宽为50 ms的窗口内的能量.以步长为25ms移动窗口,获得15个ICs能量的动态分布.选择在±200 ms内能量明显增高（即其能量改变编码了事件）的ICs,通过ICA逆变换可知ICs对应的记录通道.结果 在对同一段实验数据进行多次重复分析时,由于ICA算法分解结果的不确定性,在±200 ms内能量明显增高的ICs不尽相同,但其对应的空间位置均为同一通道处,表明该通道所在位置即为LFPs编码该次事件的主要功能区域;而对多段实验数据的分析结果显示,实验数据与分析所得的主要功能区域具有较为理想的一一对应性.结论 多通道LFPs独立分量的能量可以编码工作记忆过程中的事件;ICA对于识别多通道LFPs对工作记忆事件的编码模式是有效的;ICA可以对编码事件的主要功能区域进行空间定位,且鲁棒性较为理想.