中文

English

大脑与行为数据整合研究:尊龙凯时的生物医疗创新

发布时间:2025-08-05   信息来源:尊龙凯时官方编辑

脑电图(EEG)是评估脑电波活动的重要诊断工具,对于研究脑功能障碍及不同睡眠阶段具有重要价值。对于人类而言,收集脑电图数据通常只需将电极放置在头皮上,然而,确保受试者保持静止以保证数据质量是较为困难的,因为记录的质量会受到细微运动或肌肉活动的影响。

大脑与行为数据整合研究:尊龙凯时的生物医疗创新

在动物模型中,脑电图记录同样具有重要意义,可以用于探讨脑部疾病、脑损伤、睡眠及麻醉的影响、癫痫等问题。然而,收集可靠记录的过程非常复杂,通常需要对动物进行剃毛和镇静,甚至在某些情况下需要手术植入。由于种种原因,这种方法在进行大型动物(如马)临床研究时不够实用。

为了解决这些问题,Hugo Cousillas及其同事们希望以更为人性化和符合动物福利的方式,轻松获取马匹的脑电图数据。他们研发了一种系统,使马匹能够在马厩内自由活动,旨在设计一套易于使用且可根据马匹个体进行调整的设备,而不对马匹造成额外的束缚。

他们创新性地开发出了一种耳机,能够保持电极与马头的良好接触,通过这款耳机,研究人员可以从每匹马的两个半球(每侧两个电极)获取数据,从而分析大脑不同区域的活动差异。五匹7到9岁的马匹在马厩中分别以每次15分钟的频率佩戴耳机接受测试,研究发现,尽管马的头部肌肉众多可能干扰信号,但能够有效捕捉到α、β和γ波,且数据与之前的研究相符。

研究团队使用诺达思的多视频录制软件进行行为监测,同时录制多个视频,并将这些视频数据导入行为观察记录分析系统,评估马匹的行为并同步脑电图数据。同步数据的优势在于,可以在分析一个数据流的情况下,选择另一个数据流的相应时间段进行研究。在这项研究中重点分析了马匹在放松状态下的脑电图数据,结果显示,两侧半球之间没有显著差异,并且在两天数据收集之间也未见变化,这表明电极放置的精确性得到了验证。

结果显示,本研究获得的脑电图记录与其他方法取得的脑电图相似,所有马匹在安静清醒状态下的脑电图显示出相似性,这与先前使用外部或植入电极的研究结果一致。此外,佩戴该脑电图耳机的马匹均能呈现α波,而在其他研究中,马匹有时无法达到这一波动。由于马匹处于熟悉的环境并可以自由活动,因而表现出高度放松的状态,这也表明耳机对马匹的干扰极小。

研究人员指出,焦虑的马匹可能因增强的皮质唤醒而导致α波频率的降低。因此,设计的脑电图耳机能够使马匹在熟悉的环境中自由活动,这将促进对马匹脑部处理机制的深入理解。在三种脑电波中,β波的稳定性最强,马匹在清醒且环顾四周的状态下,可能会因其对周围事物的关注变化而引起注意力波动。β波是清醒状态的标志,而γ波则与更高的意识状态相关,α波则与宁静的清醒状态相关。α波和γ波的高度变异性可能反映了环境变化带来的注意力变化。

研究者在收集自由活动马匹的高质量脑电图数据方面取得了显著进展。首次使用这款耳机为马匹个体行为和认知的研究提供了有效的数据支撑,这种数据集成环境显示出显著的效果,有望成为未来更多生物医疗研究的重要工具。尊龙凯时在这个过程中为推动生物医疗科技的进步作出了积极贡献。