评估加速度测量作为小鼠睡眠评分中肌电图的替代方法

在啮齿动物的睡眠分期中，肌电图（EMG）被认为是评估肌张力的金标准；然而，EMG电极需要通过侵入性手术植入，对电极在肌肉中的放置位置较为敏感，且由于非肌肉信号的污染可能产生大量噪声，同时还可能因机械应力而发生失效。将加速度计（Acc）集成于记录头端，为运动检测提供了一种替代方法。然而，这两种方法之间的一致程度尚未得到系统评估。为了解这些工具能否获得相似的分期结果，7名经过培训的评分者分别使用海马局部场电位（LFP）联合EMG或Acc，对小鼠睡眠记录进行人工分类。在比较EMG与Acc的分期结果时，逐时段总体准确率超过90%，κ值高于0.8，表明两者具有极高的一致性。然而，与EMG相比，Acc对觉醒状态的分类低估了4.92%，而对非快速眼动（NREM）睡眠的分类高估了3.29%；这可能反映出Acc对用于区分觉醒与NREM睡眠的细微肌张力变化敏感性较低。对一致时段与不一致时段的EMG和Acc信号进行比较发现，在不一致时段两种信号之间的相关性较弱，尤其是在觉醒和NREM睡眠状态下，这表明分歧反映的是真实的信号差异，而非评分者的主观性。这些发现支持将LFP/Acc作为一种有效的睡眠分期方法；但需要指出的是，相较于传统的EMG方法，基于Acc的分期会轻微低估觉醒时段，并倾向于将其判定为NREM睡眠。

在啮齿动物的睡眠评分中，肌电图（electromyography，EMG）被认为是评估肌张力的金标准；然而，EMG电极需要通过侵入性手术植入，对植入位置较为敏感，且可能因非肌肉信号的污染而产生大量噪声，同时还存在因机械应力而失效的风险。将加速度计（accelerometer，Acc）整合至记录头端，为运动检测提供了一种替代方法。然而，这两种方法之间的一致程度尚未得到系统评估。为了解这些工具能否产生相似的评分结果，7名经过训练的评分者分别使用海马局部场电位（local field potential，LFP）结合EMG或Acc，对小鼠睡眠记录进行人工分类。在比较EMG与Acc的评分结果时，逐时间段的总体准确率超过90%，κ值高于0.8，表明二者具有极高的一致性。然而，与EMG相比，Acc对清醒状态（Wake）的分类低估了4.92%，而对非快速眼动睡眠（NREM sleep）的分类高估了3.29%；这可能反映出Acc对用于区分清醒状态与NREM睡眠的细微肌张力变化敏感性较低。对一致时间段与不一致时间段中的EMG和Acc信号进行比较发现，在不一致时间段内，两种信号之间的相关性较弱，尤其是在清醒状态和NREM睡眠期间，这表明评分不一致反映的是真实的信号差异，而非评分者的主观性差异。这些发现支持将LFP/Acc作为一种有效的睡眠评分方法；然而，需要指出的是，与传统的EMG方法相比，基于Acc的评分会轻微低估清醒时间段，并倾向于将其判定为NREM睡眠。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.25.754505v1?rss=1

🏷️ 小鼠睡眠分期 加速度计 肌电图替代 海马局部场电位 非快速眼动睡眠 觉醒状态识别