El aparato anulador del sueño: un método altamente eficiente de privación del sueño a Drosophila

La homeostasis del sueño, el aumento del sueño después de la pérdida de sueño, es una característica definitoria del sueño. La privación y la restricción del sueño son, por lo tanto, herramientas poderosas para estudiar la regulación y la función del sueño. Este protocolo priva y restringe eficientemente el sueño a las moscas, al tiempo que minimiza los posibles factores de confusión.

El SNAP priva a las moscas de más del 95% del sueño, incluso en moscas con un alto impulso del sueño. Es importante destacar que la agitación de las moscas con el SNAP no daña a las moscas e induce un rebote comparable al que se obtiene con la privación de manos, que es un estándar para la privación del sueño mínimamente disruptiva. Visualizar cómo el SNAP mantiene despiertas a las moscas ayudará a los investigadores a usar y optimizar este protocolo.

Comience por recoger las moscas en viales, separando a los machos de las hembras. Aloje las moscas en grupos de menos de 20 y manténgalas durante tres a cinco días en un ambiente luminoso y húmedo controlado. Prepare un número adecuado de tubos con comida para moscas en un extremo y selle el extremo con cera.

Coloque individualmente las moscas despiertas que se comportan en los tubos con un aspirador y tape los tubos con un tapón de espuma. Cargue los tubos en los monitores de actividad para controlar el sueño, asegurándose de que los tubos estén colocados en la orientación correcta. El extremo del tubo de comida debe estar en la parte superior del SNAP para garantizar que las moscas no sean empujadas hacia la comida.

Coloque monitores de actividad en la cámara de registro y controle el sueño durante al menos dos días completos para estimar el sueño de referencia. Guarde los recuentos de actividad locomotora de las moscas en intervalos de un minuto desde la hora de las luces de un día determinado hasta las luces del día anterior utilizando el software de registro de actividad. Calcule el sueño a partir de los datos de actividad locomotora con macros personalizadas utilizando cinco minutos de inactividad como umbral para un período de sueño.

Si el sueño es estable durante los dos días de referencia, coloque monitores de actividad en el SNAP para la privación del sueño durante la noche el tercer día. Asegúrese de que los monitores de actividad estén asegurados en su lugar con clavijas de soporte para monitores. Los cables del monitor están enchufados y los monitores orientados correctamente.

Una vez que las luces se enciendan después de la privación del sueño durante la noche, desconecte los monitores de actividad y sáquelos del SNAP de inmediato. Coloque las moscas en una cámara de registro donde no serán molestadas durante dos días para monitorear el sueño de recuperación. Para cada mosca individual, calcule la diferencia horaria entre el sueño obtenido durante la privación del sueño y la hora correspondiente durante la línea de base, luego sume las diferencias horarias para calcular el sueño total perdido.

A continuación, calcule la diferencia horaria entre el sueño obtenido durante la recuperación y la hora correspondiente durante la línea de base, luego sume las diferencias horarias para calcular el sueño total ganado. Calcule el porcentaje promedio de sueño recuperado durante 12, 24 y 48 horas del período de recuperación para cada genotipo. Por último, calcule la duración media y máxima de las sesiones de sueño diurno en los días de referencia y de recuperación para cada genotipo.

Las moscas fueron privadas de sueño en el SNAP y recuperaron el sueño durante el día. La efectividad del SNAP para mantener a las moscas despiertas se demostró con la alta actividad exhibida por las moscas durante la privación del sueño. Para estimar cuantitativamente la efectividad de la privación del sueño y de la recuperación, se calculó el sueño perdido durante la privación y luego recuperado en los días de recuperación para cada mosca individual.

Es importante destacar que no hubo cambios significativos en el sueño de referencia entre el día de privación y el día de referencia, lo que indica que el sueño es estable en estas moscas. El SNAP privó efectivamente a las moscas de más del 98% de su sueño nocturno. Las moscas recuperaron aproximadamente el 20% de su sueño en las primeras 12 horas y no recuperaron el sueño adicional durante la noche.

Comenzaron a recuperar el sueño al día siguiente y recuperaron el 36% de su sueño en 48 horas. La homeostasis del sueño se caracteriza tanto por una mayor duración del sueño como por una mayor profundidad del sueño durante el período de recuperación. La consolidación del sueño diurno se usa comúnmente como una lectura de la profundidad del sueño.

La consolidación del sueño se puede evaluar como la duración promedio de los episodios de sueño durante todo el día. Sin embargo, a medida que la presión del sueño se disipa durante la recuperación, la duración promedio del período de sueño se reduce. Los cambios en la duración máxima de la sesión de sueño pueden proporcionar una métrica más sensible.

Este procedimiento se puede modificar fácilmente para minimizar la pérdida de sueño, controlando así los efectos inespecíficos del estímulo. SNAP se puede configurar para restringir el sueño, imitando así la pérdida crónica de sueño en los seres humanos. También se puede utilizar para medir los umbrales de excitación.

La privación del sueño mediante el SNAP ha aportado importantes conocimientos sobre la función del sueño a través de estudios que examinan las consecuencias negativas de la pérdida de sueño. Al identificar manipulaciones que interfieren con la expresión del sueño de rebote, la privación del sueño con el SNAP también ha ayudado a dilucidar los mecanismos homeostáticos que regulan el sueño.