Mikrostavy při hodnocení animálních záznamů EEG

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem a implementací metodiky analýzy mikrostavů v 19kanálovém záznamu EEG u potkanů kmene Wistar. Pro implementaci byl využit software MATLAB s doplňkovým toolboxem EEGlab a pluginem Microstates. Optimální počet mikrostavů byl určen na základě krosvalidačního kritéria a metakritéria. Dle těchto kriterií byly na fyziologickém záznamu EEG osmi potkanů kmene Wistar stanoveny tři mikrostavy, jejichž procentuální vysvětlenost signálu se pohybuje kolem 75 %. U mikrostavů byly zkoumány následující parametry: průměrná délka trvání, výskyt v mikrostavech a frekvence výskytu. Průměrná doba trvání se u jednotlivých mikrostavů pohybuje kolem 90-150 ms, výskyt v mikrostavech kolem 0,26-0,40 a frekvence výskytu pak mezi 2,31-3,31 s-1. Analýza mikrostavů byla dále použita pro porovnání mozkové aktivity potkanů, pro různé typy filtrace dat a pro porovnání mikrostavů před a po podání psilocinu. Po podání psilocinu byl statisticky prokázán signifikantní nárůst frekvence výskytu MS2 a pokles MS1. Stejnou tendenci u MS1 a MS2 lze nalézt i při vyhodnocení parametru výskyt v mikrostavech. Implementovaná metodika pro hodnocení záznamů EEG u potkanů kmene Wistar byla dle dostupné literatury použita poprvé. Výstupy této práce včetně implementované metodiky lze využít v rámci translančního výzkumu léčiv.

This master's thesis focuses on the design and implementation of a methodology for microstates analysis in Wistar rats with 19-electrode recording EEG system. MATLAB software with additional toolbox EEGlab and plugin Microstates were used for the implementation. The optimal number of microstates was selected according to the cross-validation criterion and metacriterion. Based on these criteria, three microstates were identified on the physiological EEG recordings of eight Wistar rats. The global explained variance for three microstates was around 75 %. Following microstates parameters were evaluated: duration, occurrence and contribution. Duration of individual microstates was around 90-150 ms, the contribution was around 0.26-0.40 and the occurrence was between 2,31-3,31 s-1. Microstate analysis was used to compare the brain activity of rats, to compare different ranges of data filtration and to compare microstates before and after psilocin administration. After the psilocin administration, there was a statistically significant increase in the frequency of MS2 and a decrease in MS1. The same tendency for MS1 and MS2 can be found also when evaluating the occurrence parameter. According to the available literature, this is the first implementation of the methodology for evaluating EEG recordings in Wistar rats. The outputs of this work, including the implemented methodology, can be further used in translational drug research.