Der Schlaf-Nullifizierungsapparat: Eine hocheffiziente Methode zur Schlafentzugs-Drosophila

Die Schlafhomöostase, die Zunahme des Schlafes nach Schlafverlust, ist ein definierendes Merkmal des Schlafes. Schlafentzug und Schlafeinschränkung sind daher mächtige Werkzeuge, um die Schlafregulation und -funktion zu untersuchen. Dieses Protokoll entzieht effizient dem Schlaf und schränkt die Schlaf ein, während potenzielle Störfaktoren minimiert werden.

SNAP entzieht Fliegen mehr als 95 % des Schlafes, selbst bei Fliegen mit hohem Schlaftrieb. Wichtig ist, dass die Bewegung der Fliegen mit dem SNAP den Fliegen nicht schadet und einen Rückprall induziert, der mit dem vergleichbar ist, der bei Handentzug erzielt wird, der ein Standard für minimal störenden Schlafentzug ist. Die Visualisierung, wie der SNAP Fliegen wach hält, wird den Ermittlern helfen, dieses Protokoll zu verwenden und zu optimieren.

Beginnen Sie damit, die Fliegen in Fläschchen zu sammeln und dabei Männchen und Weibchen zu trennen. Halten Sie die Fliegen in Gruppen von weniger als 20 Tieren und halten Sie sie drei bis fünf Tage lang in einer licht- und feuchtigkeitskontrollierten Umgebung. Bereiten Sie an einem Ende eine entsprechende Anzahl von Röhrchen mit Fliegenfutter vor und verschließen Sie das Ende mit Wachs.

werdende Fliegen einzeln mit einem Aspirator in die Röhren legen und die Schläuche mit einem Schaumstoffstopfen verschließen. Laden Sie die Schläuche in Aktivitätsmonitore, um den Schlaf zu überwachen, und stellen Sie sicher, dass die Schläuche in der richtigen Ausrichtung platziert sind. Das Ende der Futtertube sollte sich oben am SNAP befinden, um sicherzustellen, dass Fliegen nicht in das Futter gedrückt werden.

Platzieren Sie Aktivitätsmonitore in der Aufzeichnungskammer und überwachen Sie den Schlaf mindestens zwei volle Tage lang, um den Ausgangsschlaf zu schätzen. Speichern Sie die Zählung der Fortbewegungsaktivität von Fliegen in Ein-Minuten-Bins von der Zeit der Lichter an einem bestimmten Tag bis zu den Lichtern am Vortag mit Hilfe der Aktivitätsaufzeichnungssoftware. Schätzen Sie den Schlaf aus den Daten zur Bewegungsaktivität mit benutzerdefinierten Makros, wobei fünf Minuten Inaktivität als Schwellenwert für einen Schlafanfall verwendet werden.

Wenn der Schlaf über die beiden Ausgangstage stabil ist, platzieren Sie Aktivitätsmonitore in den SNAP für den Schlafentzug über Nacht am dritten Tag. Stellen Sie sicher, dass die Aktivitätsmonitore mit den Stiften der Monitorhalterung befestigt sind. Die Monitorkabel sind eingesteckt und die Monitore korrekt ausgerichtet.

Sobald die Lichter nach nächtlichem Schlafentzug angehen, ziehen Sie den Netzstecker aus der Steckdose und nehmen Sie sie sofort aus dem SNAP. Setzen Sie die Fliegen in eine Aufzeichnungskammer, in der sie zwei Tage lang ungestört sind, um den Erholungsschlaf zu überwachen. Berechnen Sie für jede einzelne Fliege die stündliche Differenz zwischen dem Schlaf, der während des Schlafentzugs erzielt wurde, und der entsprechenden Stunde während des Ausgangswerts, und addieren Sie dann die stündlichen Unterschiede, um den gesamten Schlafverlust zu berechnen.

Berechnen Sie als Nächstes die stündliche Differenz zwischen dem Schlaf während der Erholung und der entsprechenden Stunde zu Studienbeginn und summieren Sie dann die stündlichen Differenzen, um den insgesamt gewonnenen Schlaf zu berechnen. Berechnen Sie den durchschnittlichen Prozentsatz des wiederhergestellten Schlafs über 12, 24 und 48 Stunden der Erholungsphase für jeden Genotyp. Berechnen Sie schließlich die durchschnittliche und maximale Schlafdauer am Tag zu Studienbeginn und an Erholungstagen für jeden Genotyp.

Die Fliegen erlitten im SNAP Schlafentzug und erholten sich im Laufe des Tages wieder zum Schlaf. Die Wirksamkeit von SNAP bei der Wachhaltung von Fliegen wurde anhand der hohen Aktivität von Fliegen während des Schlafentzugs nachgewiesen. Um die Wirksamkeit von Schlafentzug und Erholung quantitativ abzuschätzen, wurde für jede einzelne Fliege der Schlafverlust berechnet, der während des Entzugs verloren und dann in den Erholungstagen wiedererlangt wurde.

Wichtig ist, dass es keine signifikante Veränderung des Ausgangsschlafs zwischen dem Deprivationstag und dem Ausgangstag gab, was darauf hindeutet, dass der Schlaf bei diesen Fliegen stabil ist. Der SNAP entzog den Fliegen effektiv über 98 % ihres Nachtschlafs. Die Fliegen erholten sich in den ersten 12 Stunden zu etwa 20 % ihres Schlafes und erhielten während der Nacht keinen weiteren Schlaf

Sie begannen am nächsten Tag wieder einzuschlafen und erholten sich innerhalb von 48 Stunden zu 36 % ihres Schlafes. Die Schlafhomöostase ist sowohl durch eine erhöhte Schlafdauer als auch durch eine erhöhte Schlaftiefe während der Erholungsphase gekennzeichnet. Die Schlafkonsolidierung am Tag wird häufig als Ablesung der Schlaftiefe verwendet.

Die Schlafkonsolidierung kann als die durchschnittliche Schlafdauer über den gesamten Tag bewertet werden. Da jedoch der Schlafdruck während der Erholung abgebaut wird, verkürzt sich die durchschnittliche Schlafdauer. Änderungen in der maximalen Schlafdauer können eine empfindlichere Metrik liefern.

Dieses Verfahren kann leicht modifiziert werden, um den Schlafverlust zu minimieren und so unspezifische Effekte des Stimulus zu kontrollieren. SNAP kann so konfiguriert werden, dass es den Schlaf einschränkt und so chronischen Schlafverlust beim Menschen nachahmt. Es kann auch verwendet werden, um Erregungsschwellen zu messen.

Schlafentzug mit dem SNAP hat durch Studien, die die negativen Folgen von Schlafverlust untersuchen, wichtige Erkenntnisse über die Schlaffunktion geliefert. Durch die Identifizierung von Manipulationen, die die Ausprägung des Rebound-Schlafs beeinträchtigen, hat der Schlafentzug mit dem SNAP auch dazu beigetragen, homöostatische Mechanismen aufzuklären, die den Schlaf regulieren.