一种适用于清醒动物脑电信号采集的固定装置

鲁 强 刘玉军 徐建兰 张进禄

(首都医科大学医学实验与测试中心，北京100069)

脑电信号的采集分析是高级脑功能研究最常用的技术方法。很多研究［1-3］在采集实验动物的脑电信号时，先将动物进行全身麻醉，然后记录脑电信号变化。但许多麻醉药物都会对脑的功能活动产生很大影响，因此麻醉状态下的脑电信号与清醒时的脑电信号有很大差异［1］。

目前，各研究机构在采集清醒动物脑电信号时多使用自制的简易捆绑固定装置对实验动物进行固定，避免麻醉药物的干扰因素对脑功能活动的影响。简单的捆绑固定方法一方面其结构和性能并不成熟，难以普遍应用。另一方面，清醒动物捆绑后会不停挣扎导致出现肌电干扰，影响实验结果［1］。针对上述现有动物固定装置所存在的问题，本实验室设计了一种结构稳定可靠，使用方便，可对动物头部进行有效固定，又不影响身体其他部位生理活动的动物固定装置。

1 实验材料和方法

1.1 固定装置的设计

动物固定装置包括束身筒、颈钳和面颊部夹板3部分。面颊部夹板在前，束身筒在后，二者均固定于固定器底板上，颈钳位于束身筒与面颊部夹板之间，颈钳固定于束身筒前端上沿(如图1A和B)。固定装置与动物接触部分所使用的材料是有机玻璃。

束身筒用于容纳动物的躯干和四肢，为圆筒形或涵洞形。束身筒的前端与颈钳相连。束身筒的后部可设置防止动物退出的挡板，挡板宜设置为可以沿束身筒内壁移动的活动挡板，以适应不同身长的动物。挡板上宜设置可以容纳动物尾巴的孔或槽(如图1C)。

图1 固定装置的结构示意图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.

颈钳为钳形，其转动轴与束身筒相固定，转动轴以下部分为钳爪，转动轴以上部分为钳柄。钳爪分别为半圆形，两个钳爪的弧形相对，构成近似圆形，与动物的颈部相适应。钳柄为操作捏持处，控制钳爪的张合(图2)。

夹板是两块与动物颊部相适应的弧性板。所谓弧形，是指在俯视时的形状。在正视时，板的上沿有月牙形缺口，到达动物耳的下部。两夹板之间的距离设计为可调的，以适应动物头颅的大小(图3)。

1.2 固定装置的使用

使用时，将动物从束身筒后端送入，将动物尾巴置于挡板的槽中，将挡板推至一定位置，将动物的头赶至束身筒前端，捏持颈钳钳柄使钳爪张开，待动物头部通过后将动物的颈部夹持，即可将动物基本固定，再移动面颊挡板，将动物头部固定。

图2 固定装置结构中颈钳结构示意图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.

图3 固定装置结构中面颊夹板及固定板结构示意图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 讨论

采集脑电信号时对动物的固定效果很重要，特别是在对脑电信号进行量化分析时尤为重要。本实验室曾经对动物的脑电信号进行超慢涨落分析以获取脑内神经递质的信息，结果发现固定不理想时，肌电对实验结果有影响［2-3］。所以，以前多采用麻醉方法进行实验，但麻醉药本身对递质的功能有很大的影响。本动物固定装置适用于任何中、小体型，颈部较头、肩为细的动物，大致可以涵盖所有哺乳动物，其中包括小白鼠、大白鼠、兔、犬、猴等［4］。本研究组在以往研究中应用本固定装置研究大鼠在清醒状态下对γ-氨基丁酸和多巴胺特征性磁场刺激的耐受性的改变，研究结果显示本固定装置简单实用，固定可靠，特别适用于采集清醒动物的脑电时应用［5］。

［1］ 袁红，郑春秀，徐建兰，等.不同麻醉深度下大鼠脑内神经递质功率和脑电熵值的变化［J］.2008，10(4)：271-273.

［2］ 徐建兰，蔡青，徐晓雪，等.大鼠脑内多巴胺水平与脑电11 mHz超慢波谱系功率的相关性［J］.中国组织工程研究与临床康复，2009，13(13)：2510-2514.

［3］ 袁红，郑静晨，王向党，等.大鼠不同状态脑内神经递质功率的变化现代生物医学进展［J］.2010，10(4)：658-660.

［4］ 鲁强，刘玉军，张进禄，等.适用于清醒动物头部手术的固定装置：中国，CN2808086［P］.2006.08.23.

［5］ 徐建兰，徐晓雪，蔡青，等.连续多次γ-氨基丁酸和多巴胺特征重复超低频经颅磁刺激对大鼠脑内神经递质功率的影响［J］.中国康复医学杂志，2010，25(2)：127-130.