Sracanna cortical le linn NREM Codladh Agus Dúiseacht i nDaoine Cuid 2

Brath ripple. Ba é minicíocht lárionad na gcreach hippocampal i naoi staidéar ná; 85 Hz i ndaoine (Bragin et al., 1999; Staba etal., 2004; Clemens et al., 2007; Axmacher et al., 2008; Le Van Quyen etal., 2008; Staresina et al., 2015; Jiang et al., 2019b; Norman et al., 2019;Vaz et al., 2019), ach i creimirí, is é minicíocht géar-tonn-ripple;120-140 Hz ( Buzsáki, 2015).

Is teicneolaíocht é braite Ripple a thomhaiseann gníomhaíocht inchinn an duine. Gabhann sé gníomhaíocht leictreach néaróin san inchinn trí leictreoidí a chur ar an scalp agus athraíonn sé an comhartha isteach i electroencephalogram taifeadta ar ríomhaire. Le blianta beaga anuas, le staidéar domhain ar an inchinn an duine, tá braite ripple tar éis éirí mar dhéantán chun staidéar a dhéanamh ar chognaíocht, ar fhoghlaim, ar mhothúchán, etc., agus de réir a chéile tháinig sé isteach inár saol laethúil.

Maidir le cuimhne, léiríonn taighde go bhfuil ról lárnach ag gníomhaíocht ripple na hinchinne daonna i bhfoirmiú agus cothabháil cuimhní cinn. Nuair a dhéanann an inchinn daonna tascanna foghlama agus cuimhne, féadann sé ripple minicíochtaí sonracha a tháirgeadh idir an cortex cerebral, mar thonnta téite agus tonnta gáma. Is féidir leis na tonnta seo ionchódú agus stóráil chuimhne a fheabhsú, agus cabhraíonn siad freisin le haisghabháil agus cuimhneachán an ama atá caite ina dhiaidh sin. faisnéis stóráilte. Mar sin, is féidir braite ripple a úsáid chun staidéar a dhéanamh ar mheicníocht chuimhne na hinchinne daonna agus tá an cumas aige neamhoird chognaíocha agus neamhoird chuimhne a chóireáil go cliniciúil.

Ina theannta sin, cabhraíonn braite smeach linn ár modhanna foghlama a leathnú. Nuair a ghlacann mic léinn páirt i dteagasc an tseomra ranga, is féidir leo foghlaim faoi shaintréithe foghlama aonair agus roghanna ábhar trí ghníomhaíochtaí ripple na hinchinne a thaifeadadh le linn an phróisis foghlama, chun foghlaim agus feabhsú ar bhealach níos spriocdhírithe. Ina theannta sin, nuair a bhíonn staidéar á dhéanamh agat, bíonn tionchar mór ag ceol agus fuaimeanna cuí ar an éifeacht foghlama. Trí bhrath ripple, is féidir imoibrithe grúpaí éagsúla daoine le toin agus toirteanna éagsúla a chinneadh, ionas gur féidir le múinteoirí nó le mic léinn iad féin an ceol agus na fuaimeanna is oiriúnaí a roghnú chun éifeachtaí foghlama a fheabhsú.

Go hachomair, tá ról mór ag brath ripple inár saol agus inár staidéar. Trí ghníomhaíocht ripple a thomhas ag minicíochtaí sonracha den inchinn dhaonna, is féidir linn ár saintréithe cognaíocha, foghlama agus cuimhne a thuiscint níos fearr, agus cabhrú linn ár n-iarmhairtí foghlama agus cáilíocht na beatha a fheabhsú. De réir mar a thagann feabhas ar leibhéal na teicneolaíochta, leanfaidh braite ripple ag cur lena thaighde ar néareolaíocht chognaíoch agus galair néareolaíocha a dhoimhniú, rud a thabharfaidh níos mó ionchais agus féidearthachtaí dúinn. Is féidir a fheiceáil go gcaithfimid cuimhne a fheabhsú, agus is féidir le Cistanche deserticola feabhas mór a chur ar chuimhne, mar is féidir le Cistanche deserticola cothromaíocht neurotransmitters a rialáil freisin, mar shampla leibhéil acetylcholine agus fachtóirí fáis a mhéadú. Tá na substaintí seo an-tábhachtach don chuimhne agus don fhoghlaim. Ina theannta sin, is féidir le Feola sreabhadh fola a fheabhsú freisin agus seachadadh ocsaigine a chur chun cinn, rud a d'fhéadfadh a chinntiú go bhfaigheann an inchinn go leor cothaithigh agus fuinnimh, rud a fheabhsóidh beogacht agus seasmhacht na hinchinne.

Cliceáil a fhios 10 bealaí chun cuimhne a fheabhsú

I ndaoine, tá an caidreamh tréith chéanna ag hippocampalriples toimhdeacha 90 Hz le tonnta géara, logánú intrahippocampal, modhnú de réir céime codlata, agus maidir le tonnta corticalsleep agus atá ag creimirí, agus tarlaíonn siad i hippocampi nach bhfuil aon chomharthaí de rannpháirtíocht epileptic acu. Ina theannta sin, sa hippocampus creimire, ní i gcónaí a bhíonn an t-idirdhealú idir bpléascann g minicíochta níos airde agus ripples, rud a thugann le tuiscint go dtugtar "ripples" orthu ar mhaithe le simplíocht (Stark et al., 2014), a leanaimid anseo .

Rinneadh braite Ripple ar an mbealach céanna do gach struchtúr agus stát agus bhí sé bunaithe ar mhodh braite ripple hippocampal a ndearnadh cur síos air roimhe seo (Jiang et al., 2019a,b). Socraíodh na ceanglais maidir le cuimsiú agus critéir diúltaithe ag baint úsáide as próiseas atriallach trasna othar, struchtúir agus stáit. Cuireadh bandáil ar na sonraí ar dtús ag 60-120 Hz (scagaire Butterworth den séú ordú le hathrú céim nialasach), agus aimsíodh na buaiceanna fréimhe-meán-cearnacha ag gluaiseacht an 20% barr de20 ms.

Ceanglaíodh freisin gurbh é .3 an scór uasta z d'aimplitiúid anailíse an bhandabhealaigh 70-100 Hz agus go raibh ar a laghad trí thimthriall ascalaithe ar leith sa chomhartha pas íseal 120 Hz, arna chinneadh trí fhuinneog a40 ms a aistriú in incrimintí de 5 ms trasna 650 ms i gcoibhneas leis an ripplemidpoint agus éilíonn sé go mbeadh trí bhuaic ar a laghad ag fuinneog amháin. Cumascadh ripples cóngarach laistigh de 25 ms. Socraíodh ionaid ripple mar am an bhuaic uasta deimhneach sa 70-100 Hzbandpass.

Aithníodh tosaithe agus fritháirimh ripple ar gach taobh de bhuaic an ionaid nuair a thit an aimplitiúid anailíse {{{0}} Hz faoi bhun scóir 0.75z. Chun gníomhaíochtaí nó déantáin epileptiformacha nó déantáin a dhiúltú, fágadh sceithíní as an áireamh dá mbeadh luach absalóideach an scór z den ardphasáiste 100 Hz níos airde ná 7 nó má tharla siad laistigh de 2 s d'athrú 3 mV/ms sa LFP leathanbhanda. Eisiadh ripples freisin má thit siad laistigh de 6500 ms de IISanna toimhdeacha, braite mar a thuairiscítear thíos.

Chun teagmhais a d’fhéadfaí a chúpláil thar chainéil mar gheall ar ghníomhaíocht epileptiform a eisiamh, níor áiríodh imeachtaí a tharla ag an am céanna le IIS tuartha ar aon cainéal SEEG cortical nó hippocampal a bhí san áireamh sna hanailísí. Eisiadh imeachtaí i dtaifeadtaí SEEG nach raibh ach timthriall nó sraonadh feiceálach amháin acu sa LFP leathanbhanda a léiríodh mar thimthriallta iolracha os cionn na tairsí braite sa bhanda 70-100 Hz dá mbeadh an aimplitiúid absalóideach ó ghleann go buaic nó buaic-go-ghleann is mó. sa LFP leathanbhanda bhí 2.5 uair níos airde ná an tríú ceann is mó.

I gcás gach cainéal, rinneadh scrúdú amhairc ar an meánbhanna ripple-lockedLFP agus ar an meánbhanda ripple chun a dhearbhú go raibh il-timthriallta feiceálach ag minicíocht ripple (70-100 Hz) agus scrúdaíodh plota minicíochta ama téamacha chun a dhearbhú go raibh méadú ar leith ar chumhacht laistigh den bhanda Hz 70-100. Ina theannta sin, rinneadh scrúdú amhairc ar il-scimíní aonair sa LFP leathanbhanda agus 70-100 bandpass Hz ó gach cainéal chun a dhearbhú go raibh il-timthriallta ag minicíocht ripple gan éilliú ag déantáin nó gníomhaíocht epileptiform. Eisiatar ón staidéar cainéil nach raibh ripples iontu a chomhlíon na critéir seo.

Is díol suntais é gur aithníodh i staidéar a rinneadh le déanaí dripples bunaithe ar na critéir seo in othar gan titimeas (Rubin et al., 2022). Ríomhadh minicíocht ascalaithe gach ripple trí líon na dtrasnuithe nialais bandpass Hz 70-100 (gach ceann acu a léiríonn leath thimthriall) a chomhaireamh ar dtús le linn an teagmhais ripple agus aon leath-thimthriall páirteach a bhí fágtha a chur leis (ie, uillinn na céime atá fágtha thar p). Roinneadh líon na leath-timthriallta sa ripple ar 2 chun líon iomlán na dtimthriallta le linn an ripple a ríomh. Ar deireadh, ríomhadh an mhinicíocht ascalaithe i Hertz mar líon na dtimthriallta arna roinnt ar an ré ripple i soicindí.

Spící aonaid a dhealú ó LFPanna. Dúshlán amháin maidir le hascaluithe ardmhinicíochta a bhrath, mar shampla sceithíní sa LFP arna dtaifeadadh ag amileictreoidíd, is ea go bhféadfadh spící aonaid “sileadh tríd” isteach sa mhicriLFP (Ray, 2015), rud a d’fhág go n-aimsítear caidrimh bhréagacha idir sceithíní agus spící aonaid. Cé gur imeachtaí gasta iad spící aonad, ní fhéadfaidh ach íosshampláil (a éilíonn an chéad pas íseal chun ailiasú a chosc) tionchar na hacmhainne gníomhaíochta ar an micrea-LFP a bhaint go hiomlán.

Chun aghaidh a thabhairt air seo, d’úsáideamar teicníc mhiondealaithe spike waveformsubtraction aonad (Pesaran et al., 2002). Go sonrach, rinneadh tonnchruth an mheánspíce (500 go 1600 ms timpeall an umar) de gach aonad a bhaint as micrea-LFP Eagar Utah 30 kHz neamhscagtha den chainéil chéanna dírithe ar gach spíc. Rinneadh na sonraí a íosshampláil ansin go 1 kHz agus rinneadh braite smeach mar a thuairiscítear thuas. Dhearbhaíomar gur aimsíodh fíor ascaluithe mar thoradh ar an modh seo trí theagmhais sna micrea-LFPanna 30 kHz a dheimhniú go fairsing.

IIS a bhrath agus a dhiúltú. Eisiadh crithíní agus tonnta codlata eile má bhí siad laistigh de 6500 ms ó IIS tuartha a braitheadh ​​mar seo a leanas: Ríomhadh scór ardmhinicíochta tríd an aimplitiúid anailíse 70-190 Hz a smúdáil le feidhm bhoscacharr 20 ms, agus gineadh scór spiketemplate tríd an tras-chomhathraitheas a ríomh le múnla IIS. Rinneadh an scór ard-minicíochta a ualú faoi 13, ualú an spikescore faoi 25, agus braitheadh ​​IIS nuair a sháraigh na suimeanna ualaithe sin 130. I ngach othar, rinneadh scrúdú amhairc ar IIS a braitheadh ​​agus ar na tréimhsí idirthréimhseacha ó bhealaí hippocampal agus cortical (nuair a bhí siad i láthair). íogaireacht bhrath ard agus sainiúlacht.

Brath downstates, upstates, agus fearsaidí codlata. Braitheadh ​​íosstáití agus uasstáit mar a cuireadh síos cheana (Jiang et al., 2019a,b), áit ar pasáladh an LFP leathanbhanda ó gach cainéal ó 0.1-4 Hz (an séú hordú Roghnaíodh scagaire Butterworth le hathrú céim nialasach), agus trasrianta nialais as a chéile deighilte le 0.25-3 s. Roghnaíodh na buaiceanna aimplitiúide 10% is airde, agus bhí polaraíocht gach comhartha inbhéartaithe de dhíth ionas go raibh íosstáit diúltach agus uasstáit dearfach, ag cinntiú go raibh meán aimplitiúid anailíse an bhanda pasáiste Hz 70-190 laistigh de 6100 ms timpeall na mbuaiceanna níos airde. le haghaidh upstates ná downstates. Braitheadh ​​2,649,563 íosstáit san iomlán, le meándlús SD (trasna cainéal) (ráta tarlaithe) de 12.9 6 4.7 nóim1 agus aimplitiúid de 237.3 6 169.8 mV. Braitheadh ​​iomlán de 2,922,211 upstates le dlús de 14.6 6 4.7 nóim1 agus aimplitiúid de 163.8 6 84.9 mV.

Braitheadh ​​fearsaidí mar a thuairiscítear roimhe seo (Hagler et al., 2018), áit ar pasáladh sonraí ag 10-16 Hz, ansin maolaíodh na luachanna absalóideacha trí conbhlóid le fuinneog barrchaolaithe 300 ms Tukey, agus luachanna meánmhéide a dhealú ó gach cainéal. Rinneadh na sonraí a normalú leis an diallas iomlán airmheánach, agus aimsíodh fearsaidí nuair a sháraigh buaiceanna 1 ar feadh 400 ms ar a laghad. Marcáladh onsets agus fritháireamh nuair a thit na haimplitiúid seo faoi bhun 1. Diúltaíodh d’fhearsaidí toimhdiúla a bhí ag an am céanna le méaduithe móra i gcumhacht banna níos ísle (4-8 Hz) nó níos airde ({7}} Hz) chun teagmhais leathanbhanda a eisiamh chomh maith le pléascanna téite, a d'fhéadfadh síneadh isteach sa foirceann íochtair den raon fearsaid (Gonzalez et al., 2018). Braitheadh ​​694,168 fearsaid san iomlán le meándlús agus dlús SD (trasna cainéil) de 3.0 6 3.0 nóim1, aimplitiúid 29.1 6 13.5 mV, minicíocht ascalaithe de 12.{{19} }.7 Hz, agus fad 633.5 6 67.2 ms.

Caidrimh ama Ripple. Ríomhadh histeagraim ama ripple peri-cortical de thonnta cortical codlata ar an gcainéal céanna. Fuarthas comhaireamh teagmhais i mboscaí bruscair 50 ms le haghaidh tonnta codlata laistigh de 61500 ms timpeall ar lárionaid ripple cortical ag t=0. Gineadh dáileadh nialasach trí na hamanna teagmhais a shuffling i gcoibhneas leis na ripples ag t=0 laistigh den fhuinneog 3 s seo 200 uair an ceann. Ríomhadh na luachanna réamh-FDR p trí chomparáid a dhéanamh idir na dáiltí breathnaithe agus neamhnithe laistigh de gach araid thar 61000 ms do thonnta cortical. Ceartaíodh na pluachanna sin ansin FDR le haghaidh líon na gcainéal trasna na n-othar arna iolrú faoi líon na n-araidí in aghaidh an chainéil (Benjamini agus Hochberg, 1995). Measadh go raibh modhnú suntasach ag cainéal má bhí trí araid nó níos mó i ndiaidh a chéile le luachanna p ceartaithe FDR níos lú ná=0.05. Cibé an raibh teagmhais chun tosaigh nó sceitheanna cortúla iarchurtha ag t=0 a ríomh do gach cainéal le tástáil dhéthaobhach dhá thaobh le luach ionchais 0.5, ag baint úsáide as comhairimh teagmhais sa 1000 ms roimh versus 1000 ms tar éis t=0 le haghaidh tonnta codlata. Bhí 50 ms comhaireamh teagmhais smoothed Gaussach ag na ceapacha le boscaí bruscair 50 ms.

Dóchúlachtaí coinníolacha de ripple mar gheall ar na tonnta codlata seo a leanas a ríomhadh a seichimh: íosstáit, fearsaid, upstate, downstate-fearsaid, agus fearsaid-upstate. Cinneadh ripple a tugadh fearsaid (R|SS) dá dtarlódh an t-ionad ripple le linn na fearsaide (634 ms an meánréimhse fearsaid). Measadh go raibh ripple roimh anupstate (R|US) nó ag leanúint le downstate (R|DS) má tharla an lárionad ripple laistigh de 634 ms roimh nó tar éis bhuaic an stáit upstate nó downstate, faoi seach.

Brath aonad, rangú, cáilíocht, agus leithlisiú. Rinneadh aonad a bhrath agus a rangú de réir ár nósanna imeachta foilsithe (Peyrache et al., 2012; Chan et al., 2014; Dehghaniet al., 2016; Le Van Quyen et al., 2016; Telenczuk et al. , 2017; Eichenlaub et al., 2020; Dickey et al., 2021). Braitheadh ​​na sonraí ag 300-3000 Hz agus braitheadh ​​spící aonad toimhdeacha nuair a sháraigh an comhartha scagtha 5 huaire an torann cúlra SD measta. Cnuasaíodh aonaid k-modhanna ag baint úsáide as na chéad trí phríomhchuid de gach spíc. Scrúdaíodh spící forleagtha ó thaobh amhairc agus fágadh iad siúd a raibh tonnfhoirmeacha neamhghnácha acu san áireamh. Bunaithe ar a dtonnfhoirmeacha, a rátaí lámhaigh, agus a n-uathchearteagraim, cnuasaíodh féidearthachtaí gníomhaíochta mar a d'eascair as PYanna nó INanna tuartha. Bhí rátaí PYs de;0.1-0.8 Hz, eatraimh fada gleann go buaic agus leath-leithead, uath-chomhghaolú géar, agus dáiltí eatraimh démhódúla idirspike (ISI), rud a léiríonn claonadh chun dóiteáin i bpléascanna.

I gcodarsnacht leis sin, bhí rátaí spíosúla ag INanna de;{{{{0}} Hz, eatraimh gearra ó ghleann go buaic agus leath-leithead, uath-chomhghaolú leathan, agus dáileadh ISI aonmhódach den chuid is mó. Bhí 69 PY ag an othar Utah Array a chuimsítear sa staidéar le 231,922 spikes san iomlán, chomh maith le 23 IN le iomlán de 462,246 spící. Ba é an meán-aimplitiúid gleann go buaic SD PY agus 44.8 6 12.9 mV, ba é an ráta spíce ná {{20}}.28 6 0.17 Hz, gleann go buaic bhí an leithead 0.49 6 0.5 ms, bhí an leathbhuaic {{40}}.62 6 0.04 ms, agus bhí an t-innéacs pléasctha 0.03 6 0.02. Ba é an meán agus SD IN ghleann go buaic aimplitiúid ná 28.9 6 11.9 mV, bhí an ráta spíce ag 1.67 6 1.63 Hz, ba é 0.29 60 leithead gleann go buaic. 05 ms, ba é an leithead leathbhuaic ná 0.34 6 0.05 ms,agus ba é 0 an t-innéacs pléasctha.01 6 0.01. Bhí difríocht shuntasach idir aimplitiúid ghleann go buaic, ráta spíc, leithead gleann go buaic, leithead leathbhuaic, agus innéacs pléasctha idir PY agus IN (p,0.0001, t-tástáil dhá thaobh dhá thaobh).

Deimhníodh cáilíocht aonad aonair agus leithlisiú de réir na dtreoirlínte a bunaíodh roimhe seo (Kaminski et al., 2020 ). Fíoraíodh spící aonaid chun an t-urlár torainn a shárú go maith bunaithe ar bhuaic-chóimheasanna móra comhartha-go-torann (PY: 10.1 6 3.4;IN: 5.9 6 3.1). Ós rud é gurb é an tréimhse teasfhulangach splanc néarónach ná ;3 ms, meastar faoin gcéad de ISI, 3 ms an leibhéal éillithe aon-aonad ag spící ó aonaid éagsúla, a bhí an-íseal i measc na n-aonad a chuimsítear sa staidéar seo (PY: 0.{{14) }}.15%; IN: 0.31 6 0.50%). Ina theannta sin, bhí aonaid aonair a braitheadh ​​ar an teagmháil chéanna an-scartha de réir a n-achar teilgin (Pouzat et al., 2002)(PY: 49.{ {21}}.8 SD; IN: 50.9 6 28.6 SD). Ar deireadh, deimhníodh cobhsaíocht ama spící aonaid le himeacht ama bunaithe ar chomhsheasmhacht chruth meántonnta agus aimplitiúid gach aonaid thar cheathairíleanna taifeadta.

Anailís ar spiking aonad le linn ripples. Rinneadh anailís ar splancadh aonaid maidir le creathanna áitiúla a braitheadh ​​ar an teagmháil chéanna. Socraíodh spící aonaid phasanna ripple trí uillinn chlaochlaithe Hilbert den chomhartha pas-bhanna 70-100 Hz (athrú céime nialasach) a fháil ag amanna na spikes. De réir Berens (2009), socraíodh an mheánchéim chiorclach ripple do gach aonad. Ní dhearnadh anailísí céime ach ar aonaid a raibh ar a laghad 30 spící acu le linn sreabanna áitiúla. Baineadh úsáid as tástáil Rayleigh chun diall aonmhódach ó aonfhoirmeacht na meánchéimeanna ciorclach trasna aonad a mheas. Rinneadh measúnú ar phéire aonad PY–PY agus PY–IN laistigh de 5 ms bunaithe ar Dickey et al. (2021). Chun cofiring a mheas nuair a bhí ripple ag ceachtar den dá shuíomh nó ag an dá shuíomh i gcoinne an bhunlíne nuair nach raibh aon ripple ag tarlú, roghnaigh muid go randamach neamh-sreapáin epochsmatched ó thaobh líon agus fad leis na cuilithíní ach le linn nach raibh aon ripples braite ar cheachtar cainéal. Ríomhadh cofiring le linn cuilithíní a breathnaíodh i gcoinne amanna spíce randamacha trí amanna spíceacha gach aonaid a shuff laistigh de eatraimh na gcrithíní.

Dearadh turgnamhach agus anailísí staitistiúla. Rinneadh na tástálacha staitistiúla go léir a luacháil le=0.05. De réir Benjamini agus Hochberg (1995) ceartaíodh gach pluachanna lenar bhain ilchomparáidí. Rinneadh ceartúcháin FDR thar péirí cainéal ar fud na bpéirí cainéil go léir ó na hothair go léir a chuimsítear san anailís. Léiríonn ceapacha bosca agus guairneáin raon meánach, meánach agus idircheathairíle, le guairneáin a léiríonn raon idircheathairíle 1.5 agus asluitigh fágtha ar lár. Táirgeadh ceapacha dlúis eithne ag baint úsáide as modhanna ó Bechtold (2016). Ríomhadh staidreamh suntasachta agus shuffing histeagraim ama peirea- ripple mar a thuairiscítear thuas. Ríomhadh staitisticí spiking aonad mar a thuairiscítear thuas.

Rinneadh comparáidí staitistiúla idir tréithe ripple trí úsáid a bhaint as t-tástálacha péireáilte dhá thaobh nó dhá thaobh dhá-shampla idir cainéal. Cinneadh difríochtaí i dtréithe ripple idir stáit (NREM nó dúiseacht) nó réigiúin (cortex nó hippocampus) ag baint úsáide as samhlacha líneacha éifeachtaí measctha le staid agus réigiún mar éifeachtaí seasta agus othar mar éifeacht randamach, de réir an tsamhail seo a leanas:

Infhaighteacht sonraí. Tá na hamhshonraí sainaitheanta a thacaíonn le torthaí an staidéir seo ar fáil ó na húdair chomhfhreagracha ar iarratas réasúnach ar choinníoll go gceadaíonn an comhaontú comhroinnte sonraí agus toiliú an othair an comhroinnt sin.

Infhaighteacht cód. Tá an cód a thacaíonn le torthaí an staidéir seo ar fáil ó na húdair chomhfhreagracha ar iarratas réasúnach.

Torthaí

Tá ripples uileláithreach trasna stáit agus struchtúir le minicíocht shaintréithe agus fócasach (; 90 Hz) agus fad (; 70 ms)

Braitheadh ​​ripples i dtaifeadtaí cortical intracranial agus hippocampalSEEG ó 17 othar a bhí faoi mhonatóireacht le haghaidh logánú fócas urghabhála (Tábla 1). Chinntigh díorthaigh transcortical bipolar an tomhas ar LFPs a ghintear go háitiúil. Braitheadh ​​Ripples go heisiach ó réigiúin nonlesional, neamh epileptogenic agus ceanglaíodh go mbeadh ar a laghad trí thimthriall de aimplitiúid Hz méadaithe 70-100 gan gníomhaíocht byepileptiform éillithe nó artifacts ( Fíor. 1 A). Diúltaíodh go docht do thaifeadadh cainéil ré agus d’éilliú féideartha ag gníomhaíocht epileptiform. Fuarthas go raibh ripples le linn bothwaking agus NREM i ngach réimse cortical sampláil (Fíor 2 A, B, E-J; Tábla 3) chomh maith leis an hippocampus ( Fíor. 2 C, D, K, L; Tábla 3).

Ar fud na stát agus na réigiún cortical, bhí minicíocht ripple comhsheasmhach thar a bheith ag; 90 Hz. Go sonrach, bhí an meánmhinicíocht ripple cortical laistigh den réigiún sa raon ó 88.8-90.0 Hz le linn NREM agus 89.2-89.8 Hz le linn dúiseacht (Tábla 3; Fíor 3). Ba é minicíocht ascalaithe ripple Themean 6 SD thar gach meán cainéal cortical le linn NREM ná 89.1 6 0.8 Hz agus le linn dúiseacht ba é 89.5 6 0.7 Hz. Cuirtear na sonraí seo i láthair freisin mar histeagraim de shaintréithe ripple aonair (aimplitiúid, minicíocht, fad, athruithe gaolmhara in aimplitiúid .200 Hz) i bhFíor 4 chomh maith le hothair aonair i bhFíor 5. Bhí buntréithe na gcriteoga cortúla an-chosúil in anailís fhorlíontach amháin. san áireamh cainéil cortical saor ó IISs (Fig. 6A).

Ní hamháin go raibh minicíocht ascalaithe an-chomhsheasmhach ag; 90 Hz trasna cuilithíní, ach bhí an aimplitiúid mhéadaithe comhchruinnithe go mór le linn giotaí ag; 90 Hz i dtaifeadtaí leathanbhanda, le titim ghéar san aimplitiúid ag minicíochtaí níos airde agus níos ísle. Is féidir an méadú cumhachta fócasach seo, atá le feiceáil go háirithe le linn NREM, a fheiceáil i gcainéil mar shampla (Fíor 2 A, E-H) chomh maith le ceapacha meán-minicíochta mhóra atá meánach trasna gach meán cainéal de gach ripple (Fig. 2I-L) .

Rinneamar anailísí forlíontacha chun scrúdú a dhéanamh an bhféadfadh rialtacht agus fócasacht na minicíochta ripple a bheith mar gheall ar an modh atá againn chun iad a bhrath. Ar an gcéad dul síos, rinneamar anailís iomlán ar na bealaí agus na tréimhsí SEEG go léir agus úsáid á baint as dhá raon minicíochta difriúla chun ripple a bhrath agus a roghnú. Bhain ceann amháin úsáid as bandas braite ó 70 go 100 Hz mar atá inár bpríomhanailís, agus mhéadaigh an ceann eile an bandpass braite go 65-120 minicíocht ascalaithe ripple Hz.Mean 6 SD NREM trasna cainéil (N=273) ó gach SEEG tá cosúlachtaí an-mhór ag othair (S1-S17) nuair a úsáidtear banda pas 70-100 Hz (meán 6 SD=89.1 60.8 Hz) nó 65-120 bandpass Hz (92.7 62.2 Hz) (Fíor 1B). Ina theannta sin, d'fhíoraigh muid nach raibh na scagairí notch 60 agus 120 Hz (torremove líne torainn) chomh maith leis an 70-100 Hzbandpass tháirgeadh go saorga buaic i gcumhacht ag; 90 Hz (Fig. 1 C). Mar sin, is cosúil go bhfuil minicíocht ascalaithe ripple de; 90 Hz mar fiseolaíoch seachas á thiomáint ag modhanna braite sonracha.

Bhí an meánfhad ripple comhsheasmhach freisin (; 70 ms) trasna stáit agus réigiúin cortical (Tábla 3). Ní ​​mhínítear an fad agus an chomhsheasmhacht ag an gceanglas braite go bhfuil 3 thimthriall ar a laghad (arb é 90 Hz é 33.3 ms), rud a thugann le tuiscint go bhfuil an fad seo ann freisin. tréith fiseolaíoch. Tréithe eile, lena n-áirítear dlús (NREM: 8.36 6 2.69 nóim1, dúiseacht: 5.77 6 3.42 nóim1), buaic aimplitiúid (NREM: 5.10 6 2.25 mV, dúiseacht: 7.38 64.17 mV), agus athrú ar aimplitiúid .200 Hz (NREM: 3.096 2.75%, dúiseacht: 33.02636.90%) an-chosúil freisin trasnachainéil (Fig. 2, 3). Bhí tréithe Ripple comhsheasmhach freisin ar fud na n-othar (Fig. 5). Mar sin féin, tugadh faoi deara difríochtaí beaga ach suntasacha idir réigiúin, cortex versus hippocampus, agus dúiseacht NREMversus, a bhfuil cur síos orthu thíos.

Léiríonn ripples difríochtaí beaga ach suntasacha idir an cortex andhippocampus

Roghnaíodh ripples hippocampal daonna roimhe seo ag baint úsáide as modhanna éagsúla (le hathbhreithniú, féach Jiang et al., 2019c). Inár gcuid staidéir roimhe seo, d’éilíomar go bhforshuitefaí sceithíní ar thonnta géara (saintréith an hippocampus roimhe) (Jiang et al.,2019a) nó fearsaidí (saintréith an hippocampus posterior)(Jiang et al., 2019b). Sa staidéar reatha, rinneamar athanailís ar na sonraí seo trí úsáid a bhaint as na critéir agus na nósanna imeachta céanna a úsáideadh chun smeach cortical a bhrath agus a roghnú, chun aon débhríochtaí modheolaíochta a sheachaint; is é sin, níor theastaigh uainn aon síniú LFP ar mhinicíocht níos ísle a bheith ann nó a bheith as láthair.

Agus na critéir braite céanna á n-úsáid, fuaireamar amach go bhfuil na tréithe bunúsacha céanna i bpáirt ag cuilithíní cortical agus hippocampal agus difríochtaí réasúnta beaga acu. Bhí na tréithe bunúsacha ripple hippocampal an-chosúil san anailís fhorlíontach, nach raibh san áireamh ach bealaí hippocampal saor ó IISanna (Fíor 6 B). Le linn NREM, bhí ceapacha hippocampalripples meán-am-minicíocht (Fíor 2 C, K) a bhí cosúil leis na ceapacha cortical comhfhreagrach (Fíor 2 A, E-I) ina bhfuil gníomhaíocht ascalach tiubhaithe ag; 90 Hz, ach difriúil ó thaobh a bheith forshuite ar an bhuaic de a. áitiúil géartonn – ripple seachas tarlú díreach roimh an localupstate mar a fheictear sa cortex. Le linn dúiseacht, taispeánann ceapacha meán-minicíochta de chrithíní hippocampal (Fíor 2D, L) agus cortical (Fíor 2B, J) arís gníomhaíocht ascalach tiubhaithe ag; 90 Hz, ach freisin le gníomhaíocht a shíneann go minicíochtaí níos airde mar a luadh thuas.

Léirigh anailísí staitistiúla (Fíor 3) go leor difríochtaí a bhí, cé go raibh siad beag, suntasach mar sin féin, inchurtha i leith líon mór cainéal. Go sonrach, i gcomparáid le cuilithíní cortical, bhí na cromáin hippocampal ar an meán: beagán gan dlúth le linn NREM, agus níos dlúithe le linn dúiseacht; minicíocht beagán níos ísle, go háirithe le linn NREM (ach fós, difríocht 3 Hz); fad níos faide, go háirithe le linn NREM (ach, difríocht 10 ms); aimplitiúid níos mó (faoi; 2.5 ); agus mar aon le méadú níos lú ach fós suntasach ar aimplitiúid .200 Hz le linn dúiseacht i gcomparáid le NREM. Ina theannta sin, ní raibh comhghaol suntasach idir tréithe ripple cortical agus dlús nascachta thehippocampal leis an dáileacht áitiúil (Fig. 7). Tríd is tríd, is cosúil go bhfuil an-cosúil le ripples cortical andhippocampal, ach amháin go háirithe ina n-aimplitudes agus tonnta gaolmhara níos moille le linn NREM (Fíor 2; Fíor. 8A-F).

Is féidir ripples a idirdhealú ó ascaluithe limbic ard-minicíochta

Rinneadh staidéar ar ghníomhaíocht ascalach ag .60 Hz i ndaoine roimhe seo, go príomha i hippocampus an titimeas. Le Van Quyen et al. (2010) gur dócha go raibh gníomhaíocht neamhphaiteolaíoch ann, go príomha ó shuíomhanna gíreascóip parahippocampal. Chuir siad íosfhad 100 ms i bhfeidhm, rud a chuirfeadh deireadh le formhór mór na n-imeachtaí a ndearnamar staidéar orthu (Figs.3D, 4), agus atá níos faide ná iad siúd a tuairiscíodh roimhe seo do hippocampalriples daonna (Jiang et al., 2019c), daonna ripples cortical (Vaz et al., 2019), agus cromáin rodenthippocampal (Buzsáki, 2015).

Ina theannta sin, ar an meán;7 níos faide ná na himeachtaí a bhfuil cur síos againn orthu anseo, iad siúd a bhfuil cur síos orthu ag Le Van Quyen et al. (2010)difriúil freisin sa mhéid is go bhfuil minicíochtaí éagsúla ascalach iontu (cé go bhfuil na cinn a gcuirtear síos orthu anseo dírithe go láidir ar; 90 Hz) agus go bhfuil aimplitiúid níos mó acu. Tá a n-imeachtaí cosúil le chéile, áfach, ó thaobh baint a bheith acu le upstates, agus le lámhaigh aonad modhnú (féach thíos). Bhí spéis againn mar sin an gaol a chinneadh idir na himeachtaí parahippocampal den chuid is mó ar chuir LeVan Quyen et al síos orthu. (2010) agus ar na himeachtaí cortical forleathana a ndéantar cur síos orthu anseo.

Rinneamar ár gcainéil parahippocampal a fho-roghnú (N {{{{0}} cainéil ó 5 othar), agus chuireamar i bhfeidhm na critéir roghnúcháin a ndearna Le Van Quyen et al cur síos orthu. (2010): ba é an bandpass sonraí ag 40-120 Hz, ba é 100 ms an t-íosfhad teagmhais, agus ar shlí eile, braitheadh ​​teagmhais mar a thuairiscítear in Ábhair agus Modhanna. Ag baint úsáide as na critéir roghnúcháin seo, fuaireamar dlúis imeachtaí an-íseal. Ba é an dlús meánripple de chainéil parahippocampal le linn úsáid NREM ár gcritéar ná 9.08 min1 (raon: 7.23-10.77 nóim1), cé gur úsáideadh an Le Van Quyen et al. (2010) ní raibh ach 0.40 nóim1 sa chritéir bhrath (raon: 0-1.53 nóim1). Mar sin, ní fhreagraíonn na himeachtaí a gcuirtear síos orthu anseo leo siúd a thuairiscigh Le Van Quyen et al. (2010).

Léiríonn smeach difríochtaí beaga ach suntasacha idir na corticí céadfacha-mótair agus comhlachais

Fuair ​​obair roimhe seo i bhfrancaigh codlata (Khodagholy et al., 2017) agus daoine dúiseacht (Vaz et al., 2019) go raibh cuilithíní cortical níos coitianta i limistéir chomhlachais ná i réigiúin chéadfach agus mótair ina raibh siad as láthair nó nach raibh siad go minic. I gcodarsnacht leis sin, fuaireamar amach go raibh an dlús ripple, aimplitiúid, agus a ghabhann leis. leis an innéacs miailínithe (Fíor 8G–I) (Rosen agus Halgren, 2021). Ní raibh minicíocht agus fad ascalaithe comhghaolaithe le myelinationindex (Fig. 9). I gcásanna áirithe, bhí an éifeacht seo beag, mar shampla, ní mhínigh sé ach 1.7% den éagsúlacht dlús le linn dúiseacht agus 4.4% le linn NREM. I gcásanna eile, bhí an éifeacht suntasach, mar shampla, ag míniú 19.4% den éagsúlacht in aimplitiúid NREM. I gcomparáid le NREM agus dúiseacht, in NREM bhí comhghaol i bhfad níos láidre idir myelinationindex agus dlús (p=0.02, t=2.1), aimplitiúid (p=8 104,t {{19 }}.2), agus modhnú .200 Hz (p=2 106, t=4.7; tástáil r péireáilte aon-thaobh; MATLAB: r_tástáil_ péireáilte) (Steiger, 1980). Insum, is cosúil go bhfuil na cromáin cortical daonna measartha níos líonmhaire agus níos láidre i réimsí céadfacha agus mótair ná i réimsí comhlachais.

Léiríonn ripples difríochtaí beaga ach suntasacha idir NREM agus dúiseacht

Bhí an chuid is mó de na tréithe ripple cortical agus hippocampal cosúil idir NREM agus dúiseacht (Fíor 3; Tábla 3), ach mar gheall ar an líon mór imeachtaí, bhí fiú difríochtaí beaga suntasach. Ag cur san áireamh difríochtaí de .10% amháin, bhí dlús ripple cortical 31% níos airde agus bhí aimplitiúid 43% níos ísle le linn dúiseacht NREMthan. Bhí ré ripple 13% níos airde sa cortex agus 20% níos airde sa hippocampus le linn NREM ná mar a dúiseacht. Ba iad na difríochtaí is suntasaí ná an t-athrú faoin gcéad ar aimplitiúid meán.200 Hz le linn ripples i gcomparáid le bunlíne 2 go 1 s (Fíor 3E), a mhéadaigh 969% ó NREM go dtí an cortex a dhúiseacht, agus 304% sa hippocampus.

Feictear gurb ionann an difríocht seo agus leathanbhanda sna ceapacha minicíochta ama spreagtha ripple múscailte ón cortex (Fíor 2Bii, J) agus hippocampus (Fíor 2Dii, L), agus mar sin de ghnáth dhéanfaí é a léirmhíniú ní mar ainscalúchán, ach mar léiriú. de ghníomhaíocht mhéadaithe ilaonad. Dá bhrí sin, i gcomparáid le dúiseacht, tá cuilithíní cortical beagán denser, níos faide, agus níos lú i NREM; ripples hippocampal arealso níos faide. Is é an t-aon difríocht mhór ná gur dealraitheach go bhfuil baint ag cuilithíní cortical agus hippocampal araon le méadú i bhfad níos mó ar ghníomhaíocht ilaonad toimhdeach le linn dúiseacht ná NREM.

Glasann ripples cortical chun tonnta codlata ríthábhachtach do chomhdhlúthú cuimhne

Tá cúpláin ascalaithe tábhachtach do chomhdhlúthú cuimhne (Latchoumane et al., 2017). Léiríodh i staidéir roimhe seo go dtarlaíonn critheanna cortical ar bhuaiceanna upstate agus fearsaidí i gcait (Grenier et al., 2001) agus i bhfrancaigh (Khodagholy et al., 2017), ach níor rinneadh meastóireacht ar na gaolmhaireachtaí seo i ndaoine. Braitheadh ​​​​muid síos stáit agus upstates, le polaraíochtaí arna chinneadh bunaithe ar ghníomhaíocht ard-minicíocht gaolmhar (le haghaidh sonraí, féach Ábhair agus Modhanna), chomh maith le fearsaidí, agus fuarthas amach go raibh ripples cortical cúpláilte go beacht leis an t-ord na dtonnta codlata cur síos orthu thuas (Fíor 10; Tábla 4). ). Go sonrach, i 95% de chainéil ofcortical, ripples bhí baint suntasach le downstates agus upstates (Fíor 10B, D, E), de ghnáth ar an trasdul síos-go-upstate, mar atá le feiceáil i dtrialacha aonair (Figs. 2Aiii, 10A), agus i meáin spreagtha ripple an LFP leathanbhanda (Fíor 2 Ai, E-H).

Léiríonn histeagraim peiri-ripple gur tharla, ar an meán, lárionaid ripple cortical 450 ms tar éis uasstáit íosstáit agus 100 ms roimh uasstáit uasstáit (Fíor 10B, D–G). Níos lú go minic, tharla ripples le linn fearsaidí (comhcheangal suntasach i 29% de na bealaí; Fíor. 10C, E), mar atá le feiceáil i individualtrials (Fíor 10A), agus i ceapacha peri-ripple am-minicíocht (Fig.2Aii, E). Léiríonn histeagraim peiripéil gur thosaigh fearsaidí ar an meán 225 ms roimh an lárionad ripple cortical, rud a thugann le fios go dtarlaíonn ripples le linn fearsaidí (Fíor 10C, E-G). Ba mhó an dóchúlacht go dtarlódh cuilithíní le linn fearsaidí roimh upstates ná mar a tharlaíonn do chromáin. le linn spindles, nó roimh upstates (Fig. 10H). Tugann na torthaí seo le tuiscint go bhfuil uainiú na gcrithíní cortical le linn NREM oiriúnach chun comhdhlúthú a éascú, faoi threoir gníomhachtú seicheamhach tonnta codlata.

For more information:1950477648nn@gmail.com