2005年光遺傳學(xué)問世，2007年麻省理工學(xué)院評選光遺傳為年度影響的技術(shù)之一；2010年該技術(shù)入選Nature  Methods 年度方法（Medthod of the Year）和 Science “十年突破”（Breakthroughs of the Decade）。這項(xiàng)注定會獲得諾貝爾獎(jiǎng)的技術(shù)，自從問世以來，大大推進(jìn)了神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究。

在睡眠、癲癇研究領(lǐng)域，光遺傳技術(shù)也將大放異彩。

玉研攜手Pinnacle，為大小鼠睡眠癲癇研究者帶來Turn-key神經(jīng)電信號采集系統(tǒng)。

01

—  一站式解決方案  —

Pinnacle Technology以其在清醒自由活動(dòng)狀態(tài)下測量腦電肌電的技術(shù)聞名，數(shù)千個(gè)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用這套系統(tǒng)對大小鼠的神經(jīng)電生理信號進(jìn)行研究，取得突破性的進(jìn)展并發(fā)表論文。除此之外，其產(chǎn)品高度集成化，實(shí)驗(yàn)人員再也不用為了做一個(gè)實(shí)驗(yàn)去不同的公司采購不同的配件，Pinnacle將硬件、軟件包括和細(xì)微的耗材都集成在一整套的設(shè)備中，all in one的理念使得無數(shù)的研究人員受益。高級的睡眠和癲癇分析軟件提供腦電肌電波形的數(shù)據(jù)分析和處理，自動(dòng)出具分析的圖表，大大提高了手動(dòng)分析的效率，使得神經(jīng)科學(xué)的研究變得簡捷高效。另外，提供在腦電肌電基礎(chǔ)上升級的生物化學(xué)物質(zhì)傳感器和光遺傳系統(tǒng)，幾乎涵蓋了神經(jīng)科學(xué)中所有的應(yīng)用領(lǐng)域。

02

—兩種專業(yè)分析軟件 —

睡眠專業(yè)分析軟件：專為睡眠研究者設(shè)計(jì)，可區(qū)分RAM，Non-RAM，Awake三種狀態(tài)。提供自動(dòng)功率分析、半自動(dòng)評分方法及高級統(tǒng)計(jì)和圖形分析。睡眠評分僅需三步：1.自動(dòng)功率分析；2.評分（閾值評分、集群評分、手動(dòng)評分）3.自動(dòng)化分析。

圖為手動(dòng)評分

圖為閾值評分

圖為集群評分

癲癇分析軟件：提供線長法和功率法兩種分析方法。在一個(gè)給定時(shí)間內(nèi)，快速識別和分析用戶定義的癲癇事件，腦電和肌電數(shù)據(jù)自動(dòng)分析和存儲，系統(tǒng)可定制發(fā)表文章用的報(bào)告和圖表：密度圖、峰值頻率計(jì)算、熱點(diǎn)圖、line length、癲癇持續(xù)時(shí)間、間隔時(shí)間等。

圖為癲癇認(rèn)證與分析

03

—  三大記錄或刺激模塊 —

EEG/EMG信號采集系統(tǒng)：Pinnacle提供三通道和四通道的腦電/肌電采集系統(tǒng)，用于研究自由活動(dòng)下動(dòng)物的睡眠、癲癇、行為模式研究。四通道具有三通道幾乎所有的特征，并額外增加一個(gè)通道，從而可以同時(shí)配置生物傳感器及光遺傳系統(tǒng)。

                                       小鼠頭帽                                                 大鼠頭帽

                        小鼠前置放大器                                           大鼠前置放大器

                 三通道數(shù)據(jù)采集器                                                       四通道數(shù)據(jù)采集器

參數(shù)配置：

光遺傳（Optogentic）刺激系統(tǒng)：光遺傳刺激技術(shù)作為一種的神經(jīng)調(diào)控手段，在帕金森病、癲癇等腦疾病治療、神經(jīng)損傷修復(fù)，以及神經(jīng)環(huán)路重塑研究中具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。傳統(tǒng)的激光刺激器因光纖、體積和重量等因素限制了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的活動(dòng)范圍，Pinnacle提供完整的在體、可移動(dòng)、長期、微負(fù)荷光遺傳刺激技術(shù)，適用于腦疾病神經(jīng)功能、神經(jīng)調(diào)控以及藥物治療研究。

Pinnacle光遺傳系統(tǒng)是一個(gè)簡單、直接的Turn-Key實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可用于小鼠和大鼠。研究人員可以把光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)同生物電、神經(jīng)遞質(zhì)和行為記錄無縫結(jié)合，以適應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/span>

圖為野生型C57小鼠在藍(lán)光（445nm）刺激期間和之后的腦電圖活動(dòng)。

Pinnacle提供七種波長、兩種功率的LED光纖探針：

Pinnacle睡眠剝奪系統(tǒng)：用于在無需訓(xùn)練的條件下對大小鼠溫和地進(jìn)行睡眠干預(yù)。該系統(tǒng)的鼠籠底板上放置一個(gè)旋轉(zhuǎn)棒，旋轉(zhuǎn)棒輕推動(dòng)物使其從睡眠中蘇醒，從而達(dá)到睡眠干預(yù)的效果。旋轉(zhuǎn)棒的速度、方向、時(shí)間均可自定義調(diào)節(jié)。

獨(dú)立型—Standalone

當(dāng)使用獨(dú)立型睡眠剝奪系統(tǒng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)棒以時(shí)間為參數(shù)進(jìn)行控制，從秒到小時(shí)、日、周、月間隔不等。旋轉(zhuǎn)棒可設(shè)置為隨機(jī)方向，以盡量減少動(dòng)物對睡眠剝奪環(huán)境產(chǎn)生適應(yīng)?？墒褂弥鳈C(jī)上的觸屏LCD控件進(jìn)行操作，無需電腦控制。

反饋型—Feedback

當(dāng)在獨(dú)立型的基礎(chǔ)上增加了Sirenia Feedback Pro軟件功能時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)與EEG/EMG采集系統(tǒng)聯(lián)用，使用腦電和肌電數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)棒的控制。當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測的腦電肌電信號與預(yù)設(shè)置的睡眠狀態(tài)匹配或相似時(shí)，系統(tǒng)控制旋轉(zhuǎn)棒轉(zhuǎn)動(dòng)。

部分用戶名單

中科院神經(jīng)所

首都醫(yī)科大學(xué)

清華大學(xué)

北京天壇醫(yī)院

大連理工大學(xué)

西安交通大學(xué)

山東大學(xué)齊魯醫(yī)院

華東師范大學(xué)

軍科院防化研究院

 廣東省微生物研究所

吉林大學(xué)

北京大學(xué)第六醫(yī)院

南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院

武漢同濟(jì)醫(yī)院

武漢大學(xué)中南醫(yī)院

……

部分高分文獻(xiàn)：

     《Neuron》

1. Dorsal Raphe Dopamine Neurons Modulate Arousal and Promote Wakefulness by Salient Stimuli；

2. A rare mutation of β1-adrenergic receptor affects sleep/wake behaviors；

3. Connexin 43-mediated astroglial metabolic networks contribute to the regulation of the sleep-wake cycle；

   《Brain》

4. A novel metabolism-based phenotypic drug discovery platform in zebrafish uncovers HDACs 1 and 3 as a potential combined anti-seizure drug target；

   《Nature》

5. Distinct subnetworks of the thalamic reticular nucleus；

其他文獻(xiàn)：

1. Acker, D.W.M., Wong, I., Kang, M., & Paradis, S. (2018). Semaphorin 4D promotes inhibitory synapse formation and suppresses seizures in vivo. Epilepsia.

2. Casalia, M.L., Howard, M.A., & Baraban, S.C. (2017). Persistent seizure control in epileptic mice transplanted with GABA progenitors. Annals of Neurology, 82(4), 530-542.

3. Chachua, T., Yum, M-S., Velí?ková, J., & Velí?ek, L. (2011). Validation of the rat model of cryptogenic infantile spasms. Epilepsia, 52(9), 1666-1677.

4. Dinday, M.T., Girskis, K.M., Lee, S., Baraban, S.C., & Hunt, R.F. (2017). PAFAH1B1 haploinsufficiency disrupts GABA neurons and synaptic E/I balance in the dentate gyrus. Scientific Reports, 7, Article 8269.

5. Goz, R.U., Silas, A., Buzel, S., LoTurco, J.J. (2019) BRAFV600E Expression in Mouse Neuroglial Progenitors Increase Neuronal Excitability, Cause Appearance of Balloon-like cells, Neuronal Mislocalization, and Inflammatory Immune response.

6. Altimus, C.M., Guler, A.D., Villa, K.L., McNeill, D.S., LeGates, T.A., & Hattar, S. (2008). Rods-cones and melanopsin detect light and dark to modulate sleep independent of image formation. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 105(50), 19998-20003.

7. Cho, J.R., Treweek, J.B., Robinson, J.E., Xiao, C., Bremmer, L.R., Greenbaum, A., & Gradinaru, V. (2017). Dorsal raphe dopamine neurons modulate arousal and promote wakefulness by salient stimuli. Neuron, 94(6), 1205-1219.e8.

8. Ehlen, J.C., Brager, A.J., Baggs, J., Pinckney, L., Gray, C.L., DeBruyne, J.P., Esser, K.A., Takahashi, J.S., Paul, K.N. (2017). Bmal1 function in skeletal muscle regulates sleep. eLife, 6.

9. Erickson, E.T.M., Ferrari, L.L., Gompf, H.S., Anaclet, C. (2019). Differential Role of Pontomedullary Glutamatergic Neuronal Populations in Sleep-Wake Control. Front. Neurosci., 30 July.

10. Fisher, S.P., Cui, N., McKillop, L.E., Gemignani, J., Bannerman, D.M., Oliver, P.L., Peirson, S.N., Vyazovskiy, V.V. (2016). Stereotypic wheel running decreases cortical activity in mice. Nature Communications, 7, Article 13138

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關(guān)于“玉研” 

玉研儀器是一家專業(yè)為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物研究領(lǐng)域提供科學(xué)儀器和技術(shù)服務(wù)的公司。我們著力引進(jìn)國外的科學(xué)儀器和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選擇使用廣泛、應(yīng)用成熟、性能的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法，為國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、研究課題進(jìn)展提供科學(xué)、合理的解決方案。作為Pinnacle在中國區(qū)的代理，玉研儀器將為您提供Pinnacle的臨床前中樞神經(jīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和分析工具，推動(dòng)您的研究進(jìn)展。

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