摘要：帕金森病（PD）目前的诊断依据是黑质致密部多巴胺能神经元缺失引起的特征性运动功能障碍。最常用的动物模型是在大鼠中重现 PD 相关运动缺陷即通过脑内输注 6-羟基多巴胺 (6-OHDA) 导致黑质纹状体神经元的大量变性。本文介绍了与研究文章“使用肌电图生物标志物量化帕金森病动物模型中的肌肉变化”相关的数据。本研究评估了 PD 神经毒性损伤模型对自由活动大鼠肌肉功能的影响。这种帕金森病模型损伤后时间对肌肉功能的影响从未被描述过。从在圆形跑步机中行走的对照组和偏侧帕金森病大鼠获得肌电图记录。后肢肌肉（股二头肌）皮下植入肌电电极，用于评估步态期间的肌肉活动。本文介绍了五个 EMG 记录数据集，分别对应于受伤后不同时间（损伤后三至六周）的对照动物和四组损伤动物。建立 EMG 信号的平稳性，并通过使用描述的信号处理方法检测有效的肌肉收缩。通过平均频率和中位频率表征功率谱密度，并进行信号概率分布函数分析。分析表明，PSD频率内容随着损伤后时间的推移而逐渐下降，表明肌肉功能在这段时间内发生变化。该数据集可用于研究自由活动大鼠在对照和损伤条件下的肌肉激活参数，并评估通过 EMG 模式检测的不同信号处理方法。

关键词：帕金森病动物模型   6-OHDA损伤大鼠   肌电图  肌肉功能障碍   自由活动大鼠的肌肉活动  股二头肌记录

数据的价值：该数据集有助于了解使用 6-羟基多巴胺诱导的帕金森病病变模型对肌肉功能的影响。运动障碍是疾病早期诊断的主要症状。 该模型中的运动缺陷表征对于理解相关的中枢运动功能障碍至关重要。并从自由活动的动物身上获得可靠的电极记录的肌电信号。使用该实验设计的研究得益于研究病变和运动缺陷影响的现实条件。研究人员可以利用这些数据与该领域以往的实验方法建立可能的相关性。根据我们设计的实验条件（体内和皮下记录）获得的肌电信号是评估不同信号处理技术的极好条件。它对评估去除噪声或检测不同信号模式的技术非常有用。该数据提供了该PD模型损伤后肌肉功能的电生理学评估。对于在同一 PD 模型中工作的研究人员来说，将我们的电生理结果与该帕金森病模型中步态分析、行为测试、神经化学测定或其他评估中的实验结果进行比较可能会很有用。

资料说明

数据包含在两个文件夹中： (1) 对照：包含从对照动物收集的原始 EMG 记录。（2）损伤：包含从损伤或实验动物收集的原始 EMG 记录。 它包括动物损伤后三到六周的记录。

文件名结构：本文提供的数据是从Biopac系统导出的原始肌电图记录。这些文件的命名考虑了：（1）动物编号（2）每只动物所属的组（3）损伤动物损伤后的时间（4）试验日编号（5）试验编号。

记录的详细信息：列举从对照组和损伤大鼠收集的肌电图记录。对5只对照动物（大鼠1-5）进行评估；在连续两天内，从大鼠1至4获得四次记录。一天内从大鼠 5 获得了两次记录。 此外，从每只损伤的动物身上至少获得两次记录； 在最好的情况下，连续三天从一只大鼠获得了六次记录。

实验设计、材料和方法：本文中包含的数据属于一项实验研究，重点是评估损伤后神经毒性PD模型对大鼠肌肉功能的影响。实验包括记录大鼠后肢的股二头肌活动。股二头肌是后肢最大的肌肉，其主要功能包括大腿外展、髋关节伸展和膝关节屈曲。为了评估肌肉功能障碍，在动物恢复所需的一段时间后，从自由活动的动物身上记录肌电图信号。本研究使用24只雄性成年Wistar大鼠。使用雄性动物进行实验的决定与雌激素可能对疾病的发展和进展产生有益影响的假设有关。五只动物用作对照，十九只大鼠接受了神经毒性帕金森病模型的手术方案。该模型包括使用6-OHDA作为毒素损伤中脑多巴胺能神经元，并产生单侧疾病模型。病变发生在右半球，由于到后肢的运动通路是对侧的，因此受病变影响的是左侧的后肢。因此，我们获得了偏侧帕金森病大鼠左后肢股二头肌的肌电图记录。将毒素注射到大鼠脑内适当时间后，阿扑吗啡诱导旋转试验证实了损伤的有效性。

对先前建造的圆形跑步机进行了修改，以允许对自由移动的啮齿动物进行电生理记录。该装置由玻璃地板和醋酸纤维墙（20 厘米高）制成的透明圆形结构组成。 为了限制老鼠的活动，增加了塑料纸板的内圆壁，从而留下了 8 厘米宽的有效行走空间。另一方面，设计了一个肌电电极阵列，用于记录大鼠后肢小肌肉的活动。电极由不锈钢制成，接触面约为 2.6 mm2。 两个电极用于 EMG 记录，一根导线用作接地电极。长期电极植入的外科手术是在氯胺酮和甲苯噻嗪全身麻醉下进行的。电极位于股二头肌表面，并与肌肉筋膜缝合，以获得良好的固定。这种方法可以防止肌肉纤维受损，还可以正确检测肌肉表面的信号。这些金属丝被引导到皮下，形成类似3针插座，该插座通过牙胶连接到颅骨表面。恢复一段时间后，将大鼠放在跑步机上进行数据收集。 每次记录至少持续 2 分钟，以便从肌肉中收集足够的收缩以进行准确的分析。

图 1. 用于采集数据的实验方案示意图。

在每只动物完成信号采集安乐死后，对电极植入位置进行验证。所有动物均证实电极完全位于先前固定的植入部位。一般来说，我们能够在连续3天内获得肌电图信号，但有时只有2天。在这些病例中，证实了肌肉表面和电极之间形成的疤痕组织会干扰信号记录。

肌电图记录示例：作为本研究所附数据的示例，图2显示了从对照组和偏侧帕金森病大鼠的股二头肌获得的肌电图示例。

图2、肌电图示例。从上到下，从对照大鼠和偏侧帕金森病大鼠获得记录：损伤后3周、损伤后4周、损伤后5周和损伤后6周。

获取数据的步骤摘要：筛选24只雄性wistar成年大鼠，将其分为两组：对照大鼠或未损伤大鼠（N=5）；用6-OHDA损伤的大鼠（N=19）。将损伤组分为四组：损伤后第3周（N=5）、损伤后第4周（N=5）、损伤后第5周（N=5）、损伤后第6周（N=4）。按照上述方法，用6-OHDA注射到先前选择动物的黑质中进行损伤。为了获得相同的实验条件，所有动物必须在同一天进行该程序。从病变手术中恢复一段时间后，开始训练动物在跑步机上行走。 培训必须进行三周，每天一次。6-OHDA损伤手术后三周，必须测试动物皮下注射阿扑吗啡（0.25 mg/kg）对损伤侧对侧旋转行为的损伤有效性。一旦在动物身上证实了损伤，必须将其开展电极植入手术。对照动物也必须接受同样的植入手术。手术恢复一段时间后，可以将动物放在跑步机上以获取股二头肌的记录。每次记录必须至少持续2分钟，以便从肌肉收集足够的收缩，以便进行准确分析。

原文出自：Muscle function alterations in a Parkinson's disease animal model: Electromyographic recordings dataset - ScienceDirect