在哺乳動物中，我們通常定義快速眼動睡眠（REM Sleep, Rapid Eye Movement Sleep）的特征為快速/低壓的腦電圖，隨機(jī)眼動和肌肉處在完全松弛的狀態(tài)。

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然而，當(dāng)面對動物的睡眠病狀以及動物在不同實驗狀態(tài)下時，REM并不能完全符合其典型特征，因此識別REM就變得具有挑戰(zhàn)性。?

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法國里昂大學(xué)（University of Lyon）和里昂神經(jīng)科學(xué)研究中心（Center for Research in Neuroscience of Lyon）的睡眠小組于2020年6月發(fā)表了一篇關(guān)于定義和測量動物睡眠障礙模型中快速眼動睡眠的論文?Defining and measuring paradoxical (REM) sleep in animal models of sleep disorders。?

這篇文章回顧了用于定義REM Sleep的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，并研究報告了在快速眼動睡眠行為障礙（RBD, Rapid Eye Movement Behavioral Disorder）和發(fā)作性嗜睡癥 1 型（NT1, Narcolepsy Type 1）等睡眠障礙的動物模型中，為識別和測量REM Sleep而作出的調(diào)整。

在生理條件下測量REM Sleep

文章中提到了通過多導(dǎo)睡眠監(jiān)測（PSG, Polysomnography），使用腦電圖（EEG, Electroencephalogram）和局部場電位（LFP, Local?Field?Potential）來測量大腦皮層活動和海馬節(jié)律活動（包括θ振蕩），使用眼電圖（EOG, Electro-oculogram）來捕捉眼球運動，使用頸部的肌電圖（EMG, Electromyogram）來觀察肌肉失張力。

01?REM期間的腦電圖特征

文章中所采用的睡眠分期方法結(jié)合了EMG和視頻記錄，以區(qū)分清醒和睡眠狀態(tài)；在基本情況下，REM的特點是以海馬theta（θ）節(jié)律為主，同時伴隨高頻的皮層激活，也稱為快速gamma (γ)活動。

■? 細(xì)致、準(zhǔn)確的睡眠分期是進(jìn)行實驗分析的前提

Lunion Stage腦電分析平臺，是適用于小鼠、大鼠和非人靈長類動物的高精度自動睡眠分期工具，可解析EEG腦電、EMG肌電、加速度等信息，并對WAKE/NREM/REM狀態(tài)進(jìn)行自動判別。

頻帶能量圖（Bandpower）可全面展示delta（δ）、theta（θ）、alpha（α）、beta（β）等不同波段在每個Epoch中的具體數(shù)值。

02?進(jìn)入REM的過渡期

文章中提出，定義REM的困難之一在于從NREM過渡到REM，且過渡期相當(dāng)短暫。

■? 輕松區(qū)分NREM到REM的過渡期

Lunion Stage腦電分析平臺，使睡眠狀態(tài)變遷清晰呈現(xiàn)，輕松區(qū)分NREM過渡到REM的復(fù)雜睡眠階段，降低分期難度。

測量睡眠障礙動物模型中的REM Sleep

01?大鼠和小鼠的快速眼動睡眠行為障礙（RBD）

在RBD中，REM的特點是肌肉張力逐漸恢復(fù)，并發(fā)生異常的、不受控制的運動，而EEG節(jié)律活動（主要是θ振蕩）與自然的REM相比仍然沒有改變，僅僅使用PSG難以進(jìn)行區(qū)分。

■? 根據(jù)EMG和運動閾值線進(jìn)行精準(zhǔn)判定

在Lunion Stage腦電分析平臺中，各個睡眠狀態(tài)下對應(yīng)的肌電圖（EMG）和運動閾值線可以使用戶清晰的分析出當(dāng)前動物的實驗狀態(tài)。

02?發(fā)作性嗜睡癥1型（NT1）動物模型

小鼠睡眠開始進(jìn)入REM階段時，易與小鼠發(fā)生猝倒（Cataplexy）時混淆。并且論文中提到了一個關(guān)于小鼠的猝倒定義：小鼠肌肉失去張力應(yīng)持續(xù)至少10秒，在猝倒之前至少有40秒的W階段，并以快速恢復(fù)到W階段而結(jié)束。

■? 聯(lián)系前后睡眠狀態(tài)，不受局部信息限制

在Lunion Stage腦電分析平臺中，可以清晰觀察到在特定時間段里實驗動物的睡眠階段，聯(lián)系前后的睡眠狀態(tài)分析出該動物在這段時間內(nèi)的實驗狀態(tài)。

Lunion Stage 腦電分析平臺?

·?將睡眠判讀規(guī)則轉(zhuǎn)變?yōu)樗惴Ｐ?，識別精度超過98%，擺脫規(guī)則依賴

·?置信度提示，大幅縮減核驗時間，提高睡眠分期效率

·?睡眠狀態(tài)變遷清晰呈現(xiàn)，輕松區(qū)分復(fù)雜睡眠階段，降低分期難度

·?解決數(shù)據(jù)儲存與管理難題，有序規(guī)范儲存數(shù)據(jù)，形成良性管理，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價值

參考文獻(xiàn)：

Peyron, Christelle, et al. “Defining and Measuring Paradoxical (REM) Sleep in Animal Models of Sleep Disorders.”?Current Opinion in Physiology,?Elsevier, 4 Apr. 2020.

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