Method Article

利用选择性甩鼻忘记REM的方法（SNiFFer）进行选择性REM睡眠剥夺方法

DOI:

10.3791/69042

⸱

April 21st, 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Humanics, University of Tsukuba, 2International Institute for Integrative Sleep Medicine, Tsukuba Institute for Advanced Research (TIAR), University of Tsukuba, 3Division of Neurophysiology, Department of Physiology and Cell biology, Kobe University School of Medicine, 4Institute of Systems and Information Engineering, University of Tsukuba, 5Institute of Medicine, University of Tsukuba

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

我们提出了一种针对啮齿动物快速眼动（REM）睡眠选择性剥夺的新方案。

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

睡眠大致分为快速眼动（REM）和非REM阶段，并开发了多种睡眠剥夺技术来研究其功能。传统方法——如机械刺激或在快速眼动睡眠时放下动物——常常导致快速习惯化和意外的压力效应，使解读变得困难。在这里，我们介绍一种新颖、温和且温和的啮齿动物REM睡眠剥夺方法：SNiFFer。啮齿动物对鼻腔刺激极为敏感。在这种方法中，软刷在快速眼动睡眠期间轻轻抚摸动物的鼻子，可靠地触发性唤起。为了在快速眼动睡眠中有选择性地应用该技术，我们采用了基于人工智能的实时脑电图（EEG）睡眠阶段分类系统。干预仅在快速动眼期（REM）期间触发，并纳入了一组被绑定的对照组，无论睡眠状态如何，均接受相同的刺激模式。我们进一步在痕迹恐惧条件反射范式中应用SNiFFer，测试学习后6小时内的REM睡眠剥夺是否干扰记忆巩固。与有对照组相比，SNiFFer治疗动物在总REM阶段和REM持续时间显著减少，表明该方法的特异性和疗效。总之，SNiFFer技术为小鼠的REM睡眠剥夺提供了高度选择性、微创的触觉方法。它能够精确控制实验条件，并为研究快速眼动睡眠在记忆和认知中的作用开辟了新可能——但带有一种令人毛骨悚然的转折。

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

快速眼动（REM）睡眠在记忆巩固等认知过程中起着关键作用 1,2。为了研究REM睡眠在大脑的功能意义，REM睡眠剥夺常作为实验方法被采用。目前，主要有四种方法被广泛用于诱导啮齿动物的快速动眼期睡眠剥夺：旋转盘法1、花盆法3、气泡法4和物理刺激技术5,6。虽然旋转盘和花盆法在消除快速眼动睡眠方面非常有效，但它们常常给动物带来大量压力，如水暴露或身体疲劳7，这会影响行为和生理结果的解读。同样，气泡和传统物理刺激方法倾向于向身体传递宽泛且非特异性的刺激，导致刺激强度的变异和对照组选择有限 4,8。

我们进行了涵盖六十多年REM睡眠剥夺研究的综合文献比较，详见 补充文件1 和 补充表1。我们整合了来自主要研究方向的....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

所有动物实验均由筑波大学机构动物护理与使用委员会批准。本研究使用了雄性和雌性C57BL/6J小鼠（11–13周龄，体重20–35克）。本研究所用材料和仪器的完整列表见 材料表。

1. 脑电极外科植入17

  1. 麻醉与动物准备
    1. 用4%异氟醚与空气混合，3分钟内诱导麻醉。通过无足部撤退反射和肌肉张力，以及呼吸模式稳定，确认了充分的麻醉效果。
    2. 用电动剃须刀刮除背部头部和颈部，从后颈到眼中区域。当小鼠表现出清醒（如胡须移动）时，再次诱导麻醉。
  2. 头部固定与颅骨暴露
    1. 将动物固定在立体定位框架中，确保鼻腔和颅骨的对齐。从此直到整个手术结束，麻醉一直通过异氟醚蒸发泵系统持续维持。
    2. 在双眼涂抹眼药膏以防止角膜干燥。用脱毛膏去除剩余的毛发。
    3. 在头皮中线切开，轻轻拉开皮肤，露出从耳后线到眼前线的头骨。用棉签取出黏膜组织。
  3. 地标识别与水平化
    1. 识别bregma和lambda;调整立体转动臂，使这些点保持在±0.05毫米以内水平。确认横坐标±距离雷格玛3.0毫米）也是水平的（±0.05毫....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

脑电电极的外科植入
小鼠在手术中应完全麻醉。如果出现麻醉失败的迹象，如挣扎，应将其从方案中移除。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，建议停止实验。手术后，大多数小鼠通常在1小时内醒来。他们的步态和眼球运动应恢复正常，类似于手术前的状况。

操控与习惯
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。在习惯化过程中，老鼠通常在被抱着时变得不那么僵硬。这个习惯期通常在第2天或 第3天开始 时发生。连接脑电图线时，用柔软的布轻轻覆盖小鼠的眼睛，以保持其平静并减少运动（补充图1）。如果事先正确操作，鼠标通常会保持静止，直到你调整鼠标的头销以便连接线缆。

基线脑电记录
6小时内记录的REM睡眠总量应超过每只小鼠15分钟。至少一侧的脑电信号.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

该方案使使用有对照小鼠的小鼠实现选择性REM睡眠剥夺。与传统方法如花盆和旋转盘技术不同，该系统允许实现精细匹配的对照组，使动物在同一昼夜节律时间内获得相同的刺激。此外，这种方法最大限度地减少了刺激位置的变异性，这是传统轻柔操作和气吹方法的常见局限。因此，这种技术可能能够更精确地分离REM睡眠功能。

该方案中的关键步骤是在REM睡眠剥夺过程中对鼻子进行精准且温和的刺激。对身体其他部位施加刺激可能会带来刺激效应的变异性。此外，非特异性或过度刺激可能诱发急性压力，削弱后续行为评估的可靠性。

另一个考虑因素是地板材料的使用量。过多的垫层可能遮挡受试者的鼻子，从而干扰刺激的传递。如果老鼠鼻子似乎堵塞，应在习惯化和基线记录期间逐渐减少地面材料的量。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睡眠。这种变异性，尤其是REM睡眠时间相对较低的小鼠，可能是解读群体差异.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

作者声明没有利益冲突。

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

感谢中田Y.提供睡眠阶段分类。我们感谢所有IIIS成员。该工作得到了AMED JP21zf0127005、JP21km0908001、JP23wm0525003、日本学术振兴会（JSPS）（26H02428、24H00894、23H02784、22H00469、16H06280）对M.S.的资助，23K19393和24K18212给I.K.的资助，25KJ0664给C.K.的资助，24H00893给T.N.，以及武田科学基金会的支持。

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
5%葡萄糖大冢35061410
6针头部广濑172-0989
粘合剂小西16351
麻醉机信浓清作所SN-487-0T
压接壳体广濑688-9095
压接套筒广濑688-8982
冰焰4医学联合公司RRID：SCR_014429版本 4.104
GraphPad 棱镜GraphPadRRID：SCR_002798版本 10.5.0
布洛芬东京化学工业I0415
异氟醚维亚特里斯901036504
洛克泰特454亨克尔UFI： MAK2-7WRP-G202-F235
鼠标（C57BL/6J）杰克逊实验室RRID：IMSR_JAX：00066411.0 - 13.0周龄，恐惧条件反射课程
画笔村台生堂4943668000448SDflat No.8，尖端长度：8.2 毫米;宽度：18.8毫米
普罗维尼斯液体少府21400BZZ00451000250毫升
普罗维尼斯粉末少府21400BZZ00451000250克
睡眠信号记录器机声COMTECRRID：SCR_018200版本 1.2.10
不锈钢螺丝山崎无φ1.0 & 次数;2.0
标准立体定向仪器美国图书馆协会科学68038
葵花籽油西格玛-奥尔德里奇S5007-250ML
白色凡士林太阳制药K09-TS

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Karni, A., Tanne, D., Rubenstein, B. S., Askenasy, J. J. M., Sagi, D. Dependence on REM Sleep of Overnight Improvement of a Perceptual Skill. Science. 265, 679-682 (1994).
  2. Stickgold, R., James, L., Hobson, J. A. Visual discrimination learning requires sleep after training. Nat Neuros....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

REM Sleep DeprivationSelective REM DeprivationSNiFFer MethodRodent SleepSleep Stage ClassificationEEG MonitoringYoked ControlTrace Fear ConditioningMemory ConsolidationTactile Stimulation

Related Articles