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脑干低维群体动力学调控快速眼动睡眠
Low-dimensional population dynamics in the brainstem gate REM sleep
摘要
快速眼动（REM）睡眠产生于脑干，但驱动向REM睡眠转变的脑干群体动态活动在很大程度上仍属未知。本研究结合小鼠Neuropixels记录技术和降维分析方法，发现中脑和脑桥的群体神经活动主要受两个成分主导，其中一个捕获了神经活动中强烈的次慢波波动。在从非快速眼动（NREM）睡眠向REM睡眠转变的过程中，群体活动遵循一种固定轨迹，且该轨迹出现前次慢波成分会增强。我们的分析揭示了在所有脑干区域中，存在REM睡眠激活神经元和REM睡眠抑制神经元亚群，它们具有相反的次慢波动态特征，并在REM睡眠发作期间表现出分化的斜坡式活动模式，这种模式通过拮抗性功能连接得以加强。激活促进REM睡眠的延髓神经元能迅速增强次慢波成分，而该成分的强度决定了上游环路诱导REM睡眠的能力。综上，我们的研究结果揭示了调控REM睡眠的群体水平机制，表明NREM到REM睡眠的转变是由低维度的拮抗性脑干动态活动协调完成的。
实验方法
产品清单
| 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|
| Neuropixels 1.0 探针 | -- | -- |
| Neuropixels 探针 | -- | -- |
| 立体定位仪 | -- | -- |
| 加热垫 | -- | -- |
| 玻璃微量移液管 | -- | -- |
| Nanoject II | Drummond Scientific | -- |
| 光纤 | -- | -- |
| 不锈钢线 | -- | -- |
| 螺钉 | -- | -- |
| RHD2132 放大器 | Intan Technologies | -- |
| RHD USB 接口板 | Intan Technologies | -- |
| OpenEphys 软件 | -- | -- |
| 显微操纵器 | Sensapex | -- |
| 立体显微镜 | -- | -- |
| PXI 机箱 | -- | PXIe-1071 |
| PXI 机箱 | -- | PXI-6133 |
| 美国国家仪器 BNC 板 | National Instruments | BNC 2110 |
| 输入/输出模块 | -- | PXI-6133 |
| 473纳米蓝色激光器 | Laserglow | -- |
| 荧光显微镜 | -- | -- |
| 冷冻切片机 | -- | -- |
| 载玻片 | -- | -- |