我们提出了一种针对啮齿类动物快速眼动（REM）睡眠进行选择性剥夺的新型实验方案。
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我们提出了一种针对啮齿类动物快速眼动（REM）睡眠进行选择性剥夺的新型实验方案。
睡眠 broadly 分为快速眼动（REM）和非快速眼动（non-REM）阶段，已有多种睡眠剥夺技术被开发用于研究这些阶段的功能。传统方法——例如机械刺激或在 REM 睡眠期间使动物跌落——常导致快速的习惯化和非预期的应激效应，使结果解释变得困难。本文中，我们介绍一种新颖、温和且轻柔的啮齿类动物 REM 睡眠剥夺方法：SNiFFer。已知啮齿类动物对鼻部刺激高度敏感。该方法在动物进入 REM 睡眠时，使用柔软的画笔轻拂其鼻部，可靠地诱发觉醒。为实现仅在 REM 睡眠期间选择性施加该干预，我们采用了一种基于人工智能的实时脑电图（Electroencephalography, EEG）睡眠阶段分类系统。干预仅在 REM 睡眠事件期间触发，并设置了一组配对对照组，该组接受与实验组完全相同的刺激模式，但不受睡眠状态限制。我们进一步将 SNiFFer 应用于痕迹性恐惧条件反射（Trace Fear Conditioning）范式中，以检验学习后6小时内 REM 睡眠剥夺是否干扰记忆巩固。与配对对照组相比，接受 SNiFFer 处理的动物表现出 REM 睡眠事件总数和单次 REM 睡眠持续时间的显著减少，表明该方法具有高度特异性和有效性。综上所述，SNiFFer 技术为小鼠提供了一种高度选择性、微创的触觉性 REM 睡眠剥夺手段。该方法实现了对实验条件的精确控制，为探究 REM 睡眠在记忆与认知中的作用开辟了新的可能性——并带有一丝“挠痒般”的巧妙设计。
快速眼动（REM）睡眠在记忆巩固等认知过程中发挥着关键作用1,2。为了研究REM睡眠在大脑中的功能意义，通常采用REM睡眠剥夺作为实验手段。目前，广泛用于在啮齿类动物中诱导REM睡眠剥夺的方法主要有四种：旋转圆盘法1、花盆法3、气流刺激法4和物理刺激技术5,6。尽管旋转圆盘法和花盆法在消除REM睡眠方面非常有效，但它们常常给动物带来显著的应激反应，例如接触水环境或身体疲劳7，这可能干扰对行为和生理结果的解释。同样，气流刺激法和传统的物理刺激方法往往向身体施加广泛且非特异性的刺激，导致刺激强度的变异性以及对照组选择的局限性4,8。
我们对跨越六十多年的快速眼动（REM）睡眠剥夺研究进行了全面的文献比较，相关内容见补充文件1和补充表1。我们纳入了主要研究脉络中的基础性历史研究以....
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所有动物实验均经中国台湾筑波大学机构动物护理与使用委员会批准。本研究使用雄性和雌性 C57BL/6J 小鼠（11–13 周龄，20–35 g）。本研究中使用的所有材料与仪器的完整清单见材料表。
1. 脑电图电极的手术植入17
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脑电图电极的手术植入
小鼠在手术过程中应处于完全麻醉状态。如果出现麻醉失败的迹象（例如挣扎），应将其退出实验程序。同样，如果出血持续超过10秒，可能会对小鼠大脑造成严重损伤，建议将其排除在实验之外。手术后，大多数小鼠通常在1小时内苏醒，其步态和眼球运动应恢复至与术前相似的正常状态。
操作与适应
如果小鼠在操作过程中表现出癫痫或疼痛的迹象，应将其从实验中移除。在适应过程中，小鼠被握住时通常会变得不那么僵硬。这一适应过程通常在第2次nd 天或第3天开始rd 天。连接脑电图（EEG）电缆时，用柔软的布轻轻覆盖小鼠的眼睛，以保持其安静并减少活动（补充图1如果事先进行了适当的处理，小鼠在你调整其头部固定针以连接线缆时，通常会保持静止。
基线脑电图记录
每只小鼠在6小时记录期间的快速眼动睡眠（REM）总时长应超过15分钟。至少一侧记录的脑.......
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本方案可实现对小鼠进行选择性快速眼动（REM）睡眠剥夺，同时设置配对对照小鼠。与传统的平台法（flowerpot）和旋转圆盘法等方法不同，该系统能够建立精细匹配的对照组，使动物在相同的昼夜节律时间接受完全相同的刺激。此外，该方法最大限度地减少了刺激部位的变异性，克服了传统轻柔干预和气流刺激方法中常见的局限性。因此，该技术可能有助于更精确地分离出REM睡眠的功能。
本方案中的一个关键步骤是在快速眼动（REM）睡眠剥夺期间对鼻部进行精确且轻柔的刺激。若对其他身体部位施加刺激，则可能引入刺激效应的变异性。此外，非特异性或过度的刺激可能诱发急性应激反应，从而影响后续行为学评估结果的可靠性。
另一个需要考虑的因素是所使用的垫料量。过多的垫料可能会遮挡实验动物的鼻部，从而干扰刺激的递送。如果发现小鼠的鼻部似乎被遮挡，应在适应期和基线记录期间逐步减少垫料的用量。最后，如图1C、G所示，一些小鼠表现出相对较高或较低的快速眼动（REM）睡眠量。这种个体.......
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作者声明无竞争利益。
感谢中田洋进行睡眠阶段分类。感谢所有IIIS成员。本研究由AMED JP21zf0127005、JP21km0908001、JP23wm0525003、日本促进科学振兴会（JSPS）（26H02428、24H00894、23H02784、22H00469、16H06280 至 M.S.，23K19393 和 24K18212 至 I.K.，25KJ0664 至 C.K.，24H00893 至 T.N.）以及武田科学振兴财团的资助项目支持。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 5%葡萄糖 | Otsukba | 35061410 | |
| 6针插头 | Hirose | 172-0989 | |
| 粘附剂 | 小西 | 16351 | |
| 麻醉机 | Shinano Seisakusho | SN-487-0T | |
| 压接外壳 | Hirose | 688-9095 | |
| 压接插孔 | Hirose | 688-8982 | |
| Freezeflame4 | Med Associates | RRID:SCR_014429 | 版本 4.104 |
| GraphPad Prism | GraphPad | RRID:SCR_002798 | 版本 10.5.0 |
| 布洛芬 | 东京化学工业 | I0415 | |
| 异氟烷 | Viatris | 901036504 | |
| Loctite454 | 亨克尔 | UFI: MAK2-7WRP-G202-F235 | |
| 小鼠（C57BL/6J） | 杰克逊实验室 | RRID: IMSR_JAX:000664 | 恐惧条件反射实验时 11.0 - 13.0 周龄 |
| 画笔 | Namurataiseidou | 4943668000448 | SDflat 编号8，尖端长度：8.2 mm；宽度：18.8 mm |
| 液体培养基 | Shofu | 21400BZZ00451000 | 250 mL |
| 普维尼粉 | Shofu | 21400BZZ00451000 | 250 g |
| SleepSignRecorder | KISSEI COMTEC | RRID:SCR_018200 | 版本 1.2.10 |
| 不锈钢螺钉 | 山崎 | N/A | φ1.0 × 2.0 |
| 标准立体定位仪 | ALA Scientific | 68038 | |
| 葵花籽油 | Sigma-Aldrich | S5007-250ML | |
| 白色凡士林 | 泰阳制药 | K09-TS |
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