수면 무효화 장치: 수 면 박탈 Drosophila의 매우 효율적인 방법

수면 항상성(Sleep homeostasis)은 수면 상실 후 수면이 증가하는 것으로, 수면을 정의하는 특징입니다. 따라서 수면 부족과 수면 제한은 수면 조절과 기능을 연구하는 강력한 도구입니다. 이 프로토콜은 효율적으로 수면을 취하고 파리를 제한하면서 잠재적인 혼란을 최소화합니다.

SNAP는 수면 욕구가 높은 파리에서도 파리의 95% 이상의 수면을 박탈합니다. 중요한 것은 SNAP로 파리를 교반하는 것이 파리에게 해를 끼치지 않으며 최소한의 수면 박탈의 기준인 손 박탈로 얻은 것과 유사한 반동을 유도한다는 것입니다. SNAP가 파리를 깨우는 방법을 시각화하면 조사자가 이 프로토콜을 사용하고 최적화하는 데 도움이 됩니다.

먼저 닫는 파리를 바이알에 모아 수컷과 암컷을 분리합니다. 파리를 20마리 미만의 그룹으로 수용하고 빛과 습도가 조절되는 환경에서 3-5일 동안 보관합니다. 한쪽 끝에 파리 먹이가 있는 적절한 수의 튜브를 준비하고 끝을 왁스로 밀봉합니다.

개별적으로 깨어 있는 행동하는 파리를 흡인기로 튜브에 넣고 폼 스토퍼로 튜브를 막습니다. 수면을 모니터링하기 위해 활동 모니터에 튜브를 로드하고 튜브가 올바른 방향으로 배치되었는지 확인하십시오. 파리가 음식 안으로 밀려 들어가지 않도록 음식 튜브의 끝이 SNAP의 상단에 있어야 합니다.

기록 챔버에 활동 모니터를 놓고 최소 이틀 동안 수면을 모니터링하여 기준 수면을 추정합니다. 활동 기록 소프트웨어를 사용하여 지정된 날의 조명 시간부터 전날의 조명까지 1분 통에 파리의 운동 활동 수를 저장합니다. 5분의 비활동을 수면 부족의 임계값으로 사용하는 사용자 지정 매크로를 사용하여 운동 활동 데이터에서 수면을 추정합니다.

기준 이틀 동안 수면이 안정적이면 3일째 되는 날에는 야간 수면 박탈을 위해 활동 모니터를 SNAP에 배치합니다. 활동 모니터가 모니터 홀더 핀으로 제자리에 고정되어 있는지 확인하십시오. 모니터 코드가 꽂혀 있고 모니터의 방향이 올바른지 확인합니다.

밤새 수면 부족 후 조명이 켜지면 활동 모니터의 플러그를 뽑고 즉시 SNAP에서 꺼냅니다. 파리를 기록실에 넣어 이틀 동안 방해받지 않고 회복 수면을 모니터링합니다. 각 파리에 대해 수면 부족 기간 동안 얻은 수면과 기준선 기간 동안 해당 시간 간의 시간별 차이를 계산한 다음 시간별 차이를 합산하여 총 손실 수면을 계산합니다.

다음으로, 회복 중에 얻은 수면과 기준선 중 해당 시간 간의 시간별 차이를 계산한 다음 시간별 차이를 합산하여 얻은 총 수면을 계산합니다. 각 유전자형에 대해 회복 기간의 12시간, 24시간, 48시간 동안 회복된 평균 수면 비율을 계산합니다. 마지막으로, 각 유전자형에 대한 기준선 및 회복 일수의 평균 및 최대 주간 수면 시간을 계산합니다.

파리는 SNAP에서 수면이 부족했다가 낮 동안 잠을 회복했습니다. 파리를 깨어 있게 하는 SNAP의 효과는 수면 부족 기간 동안 파리가 보여주는 높은 활동으로 입증되었습니다. 수면 부족과 회복의 효과를 정량적으로 추정하기 위해, 수면 부족 기간 동안 잃은 수면과 회복 일수에 다시 얻은 수면을 각 파리마다 계산했습니다.

중요한 것은 박탈일과 기준일 사이에 기준선 수면에 큰 변화가 없었다는 것인데, 이는 이 파리에서 수면이 안정적임을 나타냅니다. SNAP는 파리의 밤 수면 중 98% 이상을 효과적으로 박탈했습니다. 파리는 처음 12시간 동안 수면의 약 20%를 회복했으며 밤에는 추가 수면을 회복하지 않았습니다.

그들은 다음 날부터 수면을 회복하기 시작했고 48시간 동안 수면의 36%를 회복했습니다. 수면 항상성은 회복 기간 동안 수면 시간이 증가하고 수면 깊이가 증가하는 것이 특징입니다. 주간 수면 통합은 일반적으로 수면 깊이를 판독하는 데 사용됩니다.

수면 통합은 하루 동안의 평균 수면 시간으로 평가할 수 있습니다. 그러나 회복 중에 수면 압력이 사라지면 평균 수면 시간이 줄어듭니다. 최대 수면 시간의 변화는 더 민감한 지표를 제공할 수 있습니다.

이 절차는 수면 부족을 최소화하기 위해 쉽게 수정할 수 있으므로 자극의 비특이적 효과를 제어할 수 있습니다. SNAP는 수면을 제한하도록 구성할 수 있으므로 인간의 만성 수면 부족을 모방할 수 있습니다. 또한 각성 역치를 측정하는 데 사용할 수도 있습니다.

SNAP를 사용한 수면 박탈은 수면 부족의 부정적인 결과를 조사하는 연구를 통해 수면 기능에 대한 중요한 통찰력을 제공했습니다. 리바운드 수면의 발현을 방해하는 조작을 확인함으로써, SNAP를 통한 수면 박탈은 수면을 조절하는 항상성 메커니즘을 밝히는 데도 도움이 되었습니다.