一種適用于清醒動物腦電信號采集的固定裝置

魯 強 劉玉軍 徐建蘭 張進祿

(首都醫(yī)科大學醫(yī)學實驗與測試中心，北京100069)

腦電信號的采集分析是高級腦功能研究最常用的技術方法。很多研究［1-3］在采集實驗動物的腦電信號時，先將動物進行全身麻醉，然后記錄腦電信號變化。但許多麻醉藥物都會對腦的功能活動產生很大影響，因此麻醉狀態(tài)下的腦電信號與清醒時的腦電信號有很大差異［1］。

目前，各研究機構在采集清醒動物腦電信號時多使用自制的簡易捆綁固定裝置對實驗動物進行固定，避免麻醉藥物的干擾因素對腦功能活動的影響。簡單的捆綁固定方法一方面其結構和性能并不成熟，難以普遍應用。另一方面，清醒動物捆綁后會不停掙扎導致出現(xiàn)肌電干擾，影響實驗結果［1］。針對上述現(xiàn)有動物固定裝置所存在的問題，本實驗室設計了一種結構穩(wěn)定可靠，使用方便，可對動物頭部進行有效固定，又不影響身體其他部位生理活動的動物固定裝置。

1 實驗材料和方法

1.1 固定裝置的設計

動物固定裝置包括束身筒、頸鉗和面頰部夾板3部分。面頰部夾板在前，束身筒在后，二者均固定于固定器底板上，頸鉗位于束身筒與面頰部夾板之間，頸鉗固定于束身筒前端上沿(如圖1A和B)。固定裝置與動物接觸部分所使用的材料是有機玻璃。

束身筒用于容納動物的軀干和四肢，為圓筒形或涵洞形。束身筒的前端與頸鉗相連。束身筒的后部可設置防止動物退出的擋板，擋板宜設置為可以沿束身筒內壁移動的活動擋板，以適應不同身長的動物。擋板上宜設置可以容納動物尾巴的孔或槽(如圖1C)。

圖1 固定裝置的結構示意圖Fig.1 Structure of the equipmentA：The structure of the equipment;B：The section view of the Fig1A;C：The baffle plate of the immobilization equipment;1：constriction tube;2：neck pliers;3：caudal baffle plate;4：jowl cleat;5：fixing plate of the cleat;6：bottom plate of the immobilization equipment;7：full-troughgliding of the baffle plate;21：bolts of the nick pliers;22：handle of the nick pliers; 31：stern notch;32：bolts of the baffle plate;41：field of operation;52：blots of the cleat.

頸鉗為鉗形，其轉動軸與束身筒相固定，轉動軸以下部分為鉗爪，轉動軸以上部分為鉗柄。鉗爪分別為半圓形，兩個鉗爪的弧形相對，構成近似圓形，與動物的頸部相適應。鉗柄為操作捏持處，控制鉗爪的張合(圖2)。

夾板是兩塊與動物頰部相適應的弧性板。所謂弧形，是指在俯視時的形狀。在正視時，板的上沿有月牙形缺口，到達動物耳的下部。兩夾板之間的距離設計為可調的，以適應動物頭顱的大小(圖3)。

1.2 固定裝置的使用

使用時，將動物從束身筒后端送入，將動物尾巴置于擋板的槽中，將擋板推至一定位置，將動物的頭趕至束身筒前端，捏持頸鉗鉗柄使鉗爪張開，待動物頭部通過后將動物的頸部夾持，即可將動物基本固定，再移動面頰擋板，將動物頭部固定。

圖2 固定裝置結構中頸鉗結構示意圖Fig.2 It illuminates the neck pliers of the immobilization equipment2：neck pliers;23：tension spring of the gripperarm; 24：lock knob of the gripperarm.

圖3 固定裝置結構中面頰夾板及固定板結構示意圖Fig.3 It illuminates the jowl cleat of the immobilization equipment4：jowl cleat;5：fixing plate of the cleat;41：field of operation;51：full-troughgliding of the fixing plate;52：blots of the cleat.

2 討論

采集腦電信號時對動物的固定效果很重要，特別是在對腦電信號進行量化分析時尤為重要。本實驗室曾經對動物的腦電信號進行超慢漲落分析以獲取腦內神經遞質的信息，結果發(fā)現(xiàn)固定不理想時，肌電對實驗結果有影響［2-3］。所以，以前多采用麻醉方法進行實驗，但麻醉藥本身對遞質的功能有很大的影響。本動物固定裝置適用于任何中、小體型，頸部較頭、肩為細的動物，大致可以涵蓋所有哺乳動物，其中包括小白鼠、大白鼠、兔、犬、猴等［4］。本研究組在以往研究中應用本固定裝置研究大鼠在清醒狀態(tài)下對γ-氨基丁酸和多巴胺特征性磁場刺激的耐受性的改變，研究結果顯示本固定裝置簡單實用，固定可靠，特別適用于采集清醒動物的腦電時應用［5］。

［1］ 袁紅，鄭春秀，徐建蘭，等.不同麻醉深度下大鼠腦內神經遞質功率和腦電熵值的變化［J］.2008，10(4)：271-273.

［2］ 徐建蘭，蔡青，徐曉雪，等.大鼠腦內多巴胺水平與腦電11 mHz超慢波譜系功率的相關性［J］.中國組織工程研究與臨床康復，2009，13(13)：2510-2514.

［3］ 袁紅，鄭靜晨，王向黨，等.大鼠不同狀態(tài)腦內神經遞質功率的變化現(xiàn)代生物醫(yī)學進展［J］.2010，10(4)：658-660.

［4］ 魯強，劉玉軍，張進祿，等.適用于清醒動物頭部手術的固定裝置：中國，CN2808086［P］.2006.08.23.

［5］ 徐建蘭，徐曉雪，蔡青，等.連續(xù)多次γ-氨基丁酸和多巴胺特征重復超低頻經顱磁刺激對大鼠腦內神經遞質功率的影響［J］.中國康復醫(yī)學雜志，2010，25(2)：127-130.