Slaap is een fundamenteel fysiologisch proces dat essentieel is voor de hersenfunctie, het leren en de consolidatie van het geheugen1. Onvoldoende slaap wordt geassocieerd met cognitieve disfunctie, stemmingsstoornissen en de progressie van neurodegeneratieve ziekten2. Experimentele slaapdeprivatie (SD) bij knaagdieren wordt veelvuldig gebruikt om de neurobiologische gevolgen van acuut slaapverlies te onderzoeken. De hippocampus, een hersengebied dat centraal staat bij het declaratieve en spatiale geheugen, is bijzonder kwetsbaar voor slaapdeprivatie3.
Er zijn verschillende procedures beschikbaar om slaapgebrek bij knaagdieren op te wekken. De gemodificeerde methode met meerdere platforms kan de rapid eye movement-slaap effectief verminderen, maar kan aanzienlijke stress en fysieke uitputting veroorzaken4. In contrast hiermee houdt gentle handling (GH) de waakzaamheid in stand door middel van milde sensorische stimulatie, zoals het tikken tegen de kooi, het verstoren van de bodembedekking of het aanbieden van nieuw nestmateriaal zodra er tekenen van slaap optreden. Een korte GH-periode die direct na het leren wordt toegepast, kan de hippocampus-afhankelijke geheugenconsolidatie verstoren, terwijl veel van de storende variabelen die geassocieerd worden met langdurige deprivatieparadigma's worden vermeden5. Omdat interventies in dit protocol worden geactiveerd door houding en gedragskenmerken van waakzaamheid in plaats van door EEG-bevestigde REM-detectie, vormt GH zoals hier geïmplementeerd een gevestigde methode voor totale slaapdeprivatie in plaats van een REM-specifieke techniek, en wordt dit in deze vorm al enkele decennia gebruikt6.
De test voor herkenning van nieuwe objecten (novel object recognition, NOR) is een veelgebruikte assay voor het herkenningsgeheugen. Deze is gebaseerd op de natuurlijke neiging van knaagdieren om een nieuw object uitgebreider te verkennen dan een bekend object, zonder dat daar beloning, bestraffing of uitgebreide training voor nodig is7,8. Er is aangetoond dat acute slaapdeprivatie (SD) de discriminatie van nieuwe objecten verslechtert, wat een efficiënte gedragsmatige indicatie geeft van een verstoorde geheugenconsolidatie9. Op moleculair niveau kan slaapgebrek leiden tot neuro-inflammatie in de hippocampus en oxidatieve stress, waaronder verhoogde concentraties pro-inflammatoire cytokinen en lipideperoxidatieproducten, samen met een verminderde antioxidantcapaciteit10,11.
De uitdaging bij de toepassing van dit model is niet de beschikbaarheid van de individuele elementen, maar het gebrek aan operationele consistentie tussen studies. Voorzichtige hantering wordt vaak gerapporteerd zonder een gestructureerde registratie van de intensiteit van de interventie; gedragsmatige en moleculaire eindpunten worden frequent verzameld in afzonderlijke cohorten; en de kwaliteitscontrolecriteria voor exploratiegedrag en de planning van de steekproefgrootte zijn niet altijd expliciet. Het algemene doel van het huidige artikel is om een gestandaardiseerde workflow te bieden voor het modelleren van slaaptekort-geïnduceerde tekorten in het herkenningsgeheugen, waarbij gedragsuitkomsten worden gekoppeld aan moleculaire hippocampusmetingen in dezelfde dieren. De methode pakt deze reproduceerbaarheidslacunes aan door een GH-venster van 5 h na de training, een logboek voor de interventie-intensiteit, gedrags- en weefselverzameling in hetzelfde cohort en vooraf gedefinieerde analytische criteria te combineren in één pipeline van 10 dagen (Figuur 1). Het gebrek aan standaardisatie bij de implementatie van GH is eerder opgemerkt in de methodologische literatuur over slaaponderzoek6.

Figuur 1. Schematische weergave van de experimentele workflow. Het protocol beslaat 10 dagen, inclusief hantering en habituatie, gevolgd door een kritieke testdag met een NOR-familiarisatiefase van 10 min, 5 h GH-slaapdeprivatie, een NOR-test van 5 min en onmiddellijke hippocampusweefselcollectie van dezelfde dieren voor biomarkeranalyse. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.