啮齿类动物跑轮活动昼夜节律的记录与分析

本实验的总体目标是监测啮齿类动物跑轮活动的昼夜节律。首先需组装适当的硬件设备，然后配置专用软件以记录跑轮活动。

随着时间的推移，记录的数据被转换为活动图（ACTO grams）和周期图（periodo grams）以进行分析。最终，通过持续监测跑轮活动来研究遗传、药物和环境因素对啮齿类动物昼夜节律钟的影响。大家好，我是Michael Ver博士。

该技术的应用前景涉及多种精神疾病的诊断与治疗，因为精神分裂症或双相情感障碍等疾病均伴有昼夜节律和睡眠的紊乱。通常，初次接触该技术的研究人员会面临缺乏适当硬件或软件的问题，同时也普遍对这些数据所能揭示的内容存在误解。首先设置好动物的居住笼具。

每只啮齿类动物应单独饲养，并提供足够空间以放置跑轮。使用带网状底板的笼具，以消除频繁更换垫料可能引起的恐新症效应。小鼠使用较小、较轻的跑轮，而大鼠则使用较大、较重的跑轮。

每个笼子应放置在隔音隔离箱内。多个笼子可共同饲养，但单独饲养的笼子可避免周围气味可能造成的干扰，以确保充分通风。每个箱体应配备带有罩子的风扇，以防止微弱光线进入。

紧密的通风口可使空气从多个点进入隔离箱，有助于控制气流。每个笼具上方应安装一个位于相似位置的单一光源，以确保各隔离箱之间的光照条件一致。对于需要动物保持在黑暗环境中的实验，应首先使用微弱的红光照射房间。

安装并设置本研究中将使用的跑轮。确认跑轮能够自由旋转且无晃动。每个跑轮都应配备一个微型开关，用于记录每一次转动。

该信息会传输至质量分析（QA）四个模块，然后被传递到DP 24数据端口，最终由配备Vital View软件的计算机记录。接下来，在此处加载用于记录数据的软件。一旦所有设备正确设置完毕，Vital View软件即可将来自多个单通道来源的数据整合并采集到单个计算机文件中。

将选定的啮齿类动物放入其饲养笼中，开始实验。在设定的时间段后，记录动物随时间变化的跑轮活动。专门设计的程序将数据转换为活动图谱（ACTO grams），以展示活动随时间变化的每日模式；同时生成周期图谱（periodo grams），对节律进行频谱分析并计算出最强周期。

在此示例中，动物被饲养在标准的明暗循环条件下。在这些条件下，该大鼠每天在同一时间变得活跃，在周期图中显示出精确的24小时峰值。此示例展示了在持续黑暗环境中饲养的大鼠的行为。

在这些条件下，大鼠每天的活动时间略晚。因此，在活动图中向右漂移，并在周期图中出现 24.33 小时的峰值。自由运行周期也可通过手动计算得出。

首先，在每日活动开始处画一条线。接着，计算每天的斜率（单位：小时/天），最后加上24小时。此处可见在持续黑暗条件下饲养的上交叉核损伤大鼠表现出跑轮活动的无节律模式。

大鼠未能表现出跑轮活动的内源性昼夜节律。右侧的周期图（Periodogram）证实，在昼夜节律范围内不存在显著的节律。光照条件对跑轮活动模式具有显著影响。

此处，大鼠最初被饲养在持续黑暗环境中，如阴影部分所示。在此条件下，其活动高峰出现在24.33小时。随后，将大鼠饲养在持续光照环境中，如图所示。

在此条件下，内源性昼夜节律钟会逐渐被破坏，持续两到三周后，大鼠的节律活动会趋向于活动记录图这一区域的底部。最后，重新恢复正常的12小时光照与12小时黑暗循环，节律在发育完成后得以恢复。该技术为研究昼夜节律的研究人员探索啮齿类动物昼夜节律钟的特性奠定了基础。在观看本视频后，您应能够充分理解如何测量和分析这些节律。