睡眠障碍影响了高达56%的普通人群。1从人类和动物研究中获得了睡眠生理学和睡眠障碍病理生理学的知识。尽管人类睡眠研究所获得的数据具有重要价值，但动物研究已成为理解睡眠和睡眠障碍机制的重要组成部分。2目前对啮齿动物进行睡眠研究的方法包括植入颅骨脑电图（EEG）和颈部肌电图（EMG）的侵入性外科手术电极。3尽管这是啮齿类动物睡眠记录的一种既定方法，但它也有局限性，如术后恢复时间；手术引起的感染或死亡；以及电极错位或噪声信号的问题。3，4

最近，一种新的非侵入性睡眠测量方法PiezoSleep已针对小鼠植入的电极进行了验证。5-11 PiezoSpeep使用压电薄膜传感器，高灵敏度检测啮齿动物的运动和呼吸，并使用算法自动对睡眠进行评分。自验证以来，PiezoSleep已用于睡眠、阿尔茨海默氏症、12、13创伤性脑损伤、14–17发作性睡病、5、11、18炎症、19情绪障碍、20、21衰老、22和基因组学的研究。23、24除一项25外，所有研究都已在小鼠身上完成。我们在大鼠中使用有线和遥测EEG/EMG记录系统，验证了PiezoSleep评分与EEG/颈部EMG植入电极睡眠检测的对比。

首选

方法

一般程序

大鼠被维持在12小时/12小时的明暗循环中（从08:00到20:00开灯），并在整个方案中被单独安置在25°C下，不受限制地获取食物和水。所有程序均符合美国生理学会脊椎动物护理和使用指导原则，并经伊利诺伊大学芝加哥动物护理和使用委员会批准。

遥测记录手术

如前所述，用植入式遥测发射器对成年雄性Wistar Kyoto（N=3）或Wistar Kyeto SHR（N=2）大鼠（300-350 g；Charles River，Kingston，NY）（N=5）进行研究。26,27用异氟醚（吸入2-3%）或氯胺酮：甲苯噻嗪（10 mg/kg：5 mg/kg）麻醉大鼠以进行用于测量EEG/EMG的遥测发射器（型号F40-EET，Data Sciences International[DSI]，Minneapolis，MN）的外科植入。为了测量皮层EEG，将两个不锈钢螺旋电极植入颅骨（距额部1.0mm，内侧/外侧2.0mm）。将双极电极插入颈部肌肉以记录肌电图。遥测电池通过侧面切口皮下放置。让大鼠在适应记录设备之前恢复7天。

遥测睡眠记录

将大鼠单独放置在PiezoSleep笼中，将其放置在PhysioTel接收器上以检测发射器信号（RPC-3型，DSI），用于同时记录PiezoSeep和EEG/EMG信号。接收器连接到数据交换矩阵（DSI），以将EEG和EMG的连续和同时记录（每秒500个样本）中继到配备Ponemah软件（版本5.2，DSI）的计算机。在收集数据之前，让大鼠适应这些腔室，并进行基线记录，以评估EEG和EMG信号的质量。如前所述，使用NeuroScore软件（3.0.7703，DSI）的啮齿动物睡眠评分模块2自动评分算法分析遥测数据。27根据皮层脑电图、脑电图θ带、颈部肌电图和活动输入，将每个4秒的历元分为清醒、非快速眼动睡眠或快速眼动睡眠。清醒被定义为具有高于0.1计数的高EMG音调和/或活动水平的高频、低振幅EEG；非快速眼动睡眠被定义为纺锤体和δ比率>1增加，EMG音调和活动水平低于0.1计数；快速眼动睡眠被定义为θ与Δ之比为3的高频、低振幅EEG，低EMG音调和低于0.1计数的活动水平。不符合上述标准或包含伪影的Epochs被评分为苏醒，占评分时间的<5%。所有评分均通过人工复核的准确性进行视觉确认。

有线录音外科

如前所述植入颅骨脑电图和颈部肌电图电极。28,29只成年雄性棕色挪威大鼠（N=4）被麻醉（氯胺酮：甲苯噻嗪100:10mg/kg），立体定位固定，并植入双侧旋入额骨和顶骨的脑电图螺旋电极。将EMG金属丝电极植入颈背肌肉组织，并经隧道皮下植入颅骨。脑电图和肌电图导线被焊接到一个微型塑料连接器插头（耳机）上，并通过丙烯酸牙科水泥固定在头骨上。用Vetbond Tissue Adhesive（3M，St.Paul，MN）封闭头皮伤口。让大鼠在适应记录设备之前恢复7天。

有线睡眠录音

将大鼠分别置于PiezoSleep笼中。一根柔性电缆被固定在笼子的顶部，并连接到老鼠的耳机上。在收集数据之前使大鼠适应腔室，并在数据收集之前的2天内进行基线记录。大鼠接受了两个系统的连续同时记录。

对EEG和EMG信号进行放大、带通滤波（分别为0.5至100 Hz和10至100 Hz）和数字化（250个样本/s；Bio-logic Sleepscan Premier）。所有数据都存储在硬盘上。视觉评分由经验丰富的睡眠评分员进行。每10秒对睡眠阶段（觉醒、NREM和REM）进行评分。清醒的特征是高频率、低振幅的脑电图和高肌电图音调。NREM睡眠的特征是低频和高振幅的EEG（纺锤体和δ活动增加）和低EMG音调，而REM睡眠的特点是高频和高振幅（θ波）的EEG和没有EMG音调。