清醒狨猴的脑电图测量：聆听同种发声

Summary

为了研究语言的进化，比较人类和非人类灵长类动物的大脑机制很重要。我们开发了一种无创测量清醒动物脑电图 （EEG） 的方法。它使我们能够直接长期比较人类和动物之间的脑电图数据，而不会伤害它们。

Abstract

声音交流在灵长类动物的社交互动中起着至关重要的作用，尤其是在生存和社会组织中。人类以语言的形式发展出一种独特而先进的声音交流策略。要研究人类语言的进化，有必要研究人类发声处理背后的神经机制，并通过将它们与非人类灵长类动物的机制进行比较来了解大脑机制是如何进化的。在此，我们开发了一种无创测量清醒非人灵长类动物脑电图 （EEG） 的方法。这种记录方法允许在不伤害动物的情况下进行长期研究，重要的是，它允许我们直接将非人类灵长类动物的脑电图数据与人类数据进行比较，从而深入了解人类语言的进化。在目前的研究中，我们使用头皮脑电图记录方法来研究大脑活动对狨猴物种特异性发声的反应。本研究通过使用头皮脑电图捕捉狨猴在声音感知过程中的广泛神经表征，填补了现有知识的空白，从而提供了新的见解。

Introduction

灵长类动物使用物种特异性的发声来传达生物学上重要的信息，例如呼叫者的情绪状态或维持社会纽带的意图、捕食者的存在或其他危险情况。对声音丰富的非人类灵长类动物发声感知背后的神经机制的研究可能为我们提供关键线索，以更好地理解人类语言的进化起源。

普通狨猴是原产于南美洲的小型灵长类动物。近年来，狨猴越来越多地与猕猴一起被用作模式动物，因为它们的繁殖能力高，体型小，易于使用，以及有用的转基因技术的发展 ^1,2,3。除了作为疾病模型的实用性外，群体内丰富的声音交流是该物种的另一个独特特征 4,5,6,7。狨猴经常交换声音信号，与森林中看不见的同种动物交流。通过检查狨猴发声感知和产生所涉及的大脑活动，我们可以确定它们如何处理大脑中自身或同种呼叫的听觉信息，并确定涉及哪些神经回路。先前的研究表明，初级听觉皮层^8、9、....

Protocol

所有实验均经 EHUB 动物实验委员会（No.2022-003、2023-104）批准，并按照 EHUB 发布的《实验室灵长类动物护理和使用指南》进行。实验使用了 9 只普通狨猴 （Callithrix jacchus，6 只雄性和 3 只雌性，2-12 岁，体重 330-490 g）。

1. 动物

1. 将狨猴安置在配备巢箱、木制栖木和其他丰富装置的单个笼子中。
2. 将房间保持在 12 小时的光暗循环下，温度和湿度分.......

Discussion

关于麻醉的注意事项
氯胺酮和甲苯噻嗪给药都已被尝试过，虽然它们是镇痛剂，因此适用于长时间的痛苦任务，但狨猴在没有吸氧的情况下往往会出现血氧水平降低⁴⁴。简而言之，alfaxalon 可能最适合剃须或制作面膜等无痛任务。此外，对于仅需 10-15 分钟的剃须，吸入麻醉将是最合适的。由于异氟醚持续时间短且浓度低 （约 1%），因此在插管期间未使用。

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alfaxalone	Meiji Animal Health	Alfaxan
Amplifier	Brain Products	BrainAmp
Atropine	Fuso Pharmaceutical Industries	Atropine Sulfate Injection
Audio editor	Adobe	Adobe Audition
Data processing software	MathWorks	MATLAB	version R2023a
Data processing toolbox	University of California-SanDiego	EEGLAB
Data processing toolbox	University of California-Davis	ERPLAB
Electric shaver	Panasonic	ER803PPA
Electrode	Unique Medical	UL-3010	AgCl coated (custom)
Electrode gel	Neurospec AG	V16 SuperVisc
Electrode input box	Brain Products	EIB64-DUO	64ch
Glue	3M	Scotch 7005S
Hair removering cream	Kracie	epilat for sensitive skin
Isoflurane	Bussan Animal Health	ds isoflurane
Liquid gum	San-ei Yakuhin Boeki	Arabic Call SS	Gum arabic+water
Liquid nutrition	Nestlé Health Science Company	Isocal 1.0 Junior	Polymeric formula
Maropitant	Zoetis	Cerenia injectable solution
Monitor Camera	Intel	RealSense LiDAR Camera L515
Monkey pellets	Oriental Yeast	SPS
Primate chair	Natsume Seisakusho	Order made
Pulse oximeters	Covident	Nellcor	PM10N
Skin prepping pasta	Mammendorfer Institut für Physik und Medizin	NeuPrep
Slicon tube	AsONE	Φ4 x 7mm
Speaker	Fostex	PM0.3
Synchronization device	Brain Vision	StimTrak
Thermoplastic mask	CIVCO	MTAPU Type Uniframe Thermoplastic Mask 2.4mm