[發明專利]睡眠剝奪方法、裝置、計算機設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201810282237.1
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN110339449B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 劉雪梅;劉遠明;陳晨;曾鵬宇;彭圳杰;劉雪;王立平
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61M21/00
• 分類號: A61M21/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明實施例公開了一種睡眠剝奪方法、裝置、計算機設備及存儲介質。所述方法包括：預先向目標動物體內的設定細胞導入設定基因，其中，所述設定細胞是參與清醒睡眠行為調控機制的神經元細胞，所述設定基因包括興奮型蛋白基因和抑制型蛋白基因；采集所述目標動物的生理信號；當確定所述生理信號為睡眠信號時，使用設定光調控信號對所述設定細胞進行光調控，其中，所述設定光調控信號是設定波長的光束，用于激活所述設定基因。本發明實施例實現優化現有的睡眠剝奪方法，提高睡眠剝奪試驗的可靠性，保證試驗數據的精度。

技術領域

本發明實施例涉及睡眠剝奪技術領域，尤其涉及一種睡眠剝奪方法、裝置、計算機設備及存儲介質。

背景技術

睡眠是高等脊椎動物周期出現的一種自發的可逆的大腦的靜息狀態，是機體對于外界感知覺刺激的反應性降低和意識的短暫中斷。已有研究表明睡眠與學習記憶、生物鐘的調節、生物體的代謝、免疫、激素的分泌等密切相關。睡眠障礙會影響大腦思維、記憶、情緒、免疫等異常的改變，與精神疾病的發生密切相關也可能導致神經代謝、神經免疫、神經內分泌相關的疾病。

目前，為了研究生物的睡眠對生物的影響，研究人員一般對試驗生物進行睡眠剝奪，采集試驗生物的狀態數據，以此分析睡眠對試驗生物的影響。現有的睡眠剝奪裝置有強迫運動法、物理刺激法(拍打籠子、木棒撥動或電擊刺激等)、水上平臺法、或藥物刺激法。

強迫運動法是通過動力裝置(如轉籠)迫使試驗動物不停地運動，從而達到睡眠剝奪的目的，但長時間不停運動會引起運動性應激及身體疲勞，成為干擾睡眠剝奪的因素，同時由于食物籠與轉籠的角度缺陷，有時會出現試驗動物頭部卡在食物籠與轉籠之間造成試驗動物傷害或者死亡；物理刺激法是試驗動物承受施加的物理刺激來保持清醒，需要研究人員執行施加物理刺激的操作，但該方法易導致研究人員的睡眠剝奪，產生較大的誤差，故較適合短時間的睡眠剝奪試驗，同時物理刺激可能會導致試驗動物受到傷害，無法研究自然狀態下動物的睡眠的狀態，而且電刺激可能引起腦內化學物質的改變而造成研究基線的變化，從而導致無法準確獲取被測動物的狀態數據；藥物刺激剝奪是定時給試驗動物注射一些中樞興奮藥也可造成部分或全部睡眠的剝奪，但試驗動物存在個體差異，睡眠剝奪的效果及程度不易掌握，往往用在研究特殊藥物的藥理實驗中；水上平臺法利用試驗動物進入快速眼動睡眠時，全身肌張力降低引起節律性低頭，頭觸到水面而清醒，以此達到快速眼動睡眠剝奪的目的，該方法存在環境隔離、活動限制、體力疲勞、反復落水等多種應激因素存在，干擾結果的可靠性。

發明內容

本發明實施例提供一種睡眠剝奪方法、裝置、計算機設備及存儲介質，優化現有的睡眠剝奪方法，提高睡眠剝奪試驗的可靠性，保證試驗數據的精度。

第一方面，本發明實施例提供了一種睡眠剝奪方法，包括：

預先向目標動物體內的設定細胞導入設定基因，其中，所述設定細胞是參與清醒睡眠行為調控機制的神經元細胞，所述設定基因包括興奮型蛋白基因和抑制型蛋白基因；

采集所述目標動物的生理信號；

當確定所述生理信號為睡眠信號時，使用設定光調控信號對所述設定細胞進行光調控，其中，所述設定光調控信號是設定波長的光束，用于激活所述設定基因。

第二方面，本發明實施例還提供了一種睡眠剝奪裝置，包括：

基因導入模塊，用于預先向目標動物體內的設定細胞導入設定基因，其中，所述設定細胞是參與清醒睡眠行為調控機制的神經元細胞，所述設定基因包括興奮型蛋白基因和抑制型蛋白基因；

生理信號接收模塊，用于采集所述目標動物的生理信號；

調控信號輸出模塊，用于當確定所述生理信號為睡眠信號時，使用設定光調控信號對所述設定細胞進行光調控，其中，所述設定光調控信號是設定波長的光束，用于激活所述設定基因。