Name: Huisstijlen Opname Procedure voor het meten van de Slaap in Muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-25T19:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: Leer een polygrafische opnamemethode voor slaaponderzoek bij muizen met EEG- en EMG-metingen. Deze techniek helpt gedrag en fysiologie te correleren met corticale neuronactiviteit.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wij danken Dr. Larry D. Frye voor redactionele hulp met dit manuscript. Dit werk werd ondersteund door Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research 24300129 (aan M.L.), 25890005 (aan Y.O.) en 26640025 (aan Y.T.), de National Agriculture and Food Research Organization (aan Y.U.), de World Premier International Research Center Initiative (WPI) van het Ministerie van Onderwijs, Cultuur, Sport, Wetenschap en Technologie (aan Y.O., Y.T., Y.U. en M.L.) en de Nestlé Nutrition Council, Japan (aan M.L.).

Ethiek Verklaring: Procedure waarbij proefdieren zijn goedgekeurd door de Institutional Animal Experiment Comité aan de universiteit van Tsukuba. 1. Bereiding van elektroden en kabels voor EEG / EMG Recordings <ol><li> Bereid EEG / EMG registratie-elektrode volgens de volgende procedure. Opmerking: De elektrode is wegwerpbaar en kan alleen worden gebruikt voor 1 dier. Plan zorgvuldig de bedrading configuratie voor alle aansluitingen. Plaats markeringen op de connectoren voor de juiste oriëntatie. <ol><li> Soldeer elke pin van een 4-pins header op een 2 cm roestvrij staaldraad. Kortom, houdt een uiteinde van de draad aan de pin, plaats een hete soldeerbout op de draad-penverbinding, en smelt sommige soldeer zodat net genoeg soldeergangen soepel in het gewricht. Wees voorzichtig met te veel warmte niet toe te passen om de pin; anders zal het plastic rond de pinnen te smelten. </li><li> Soldeer het vrije einde van elk van 2 draden die aan de pin header om de kopvan een 1,0-mm-diameter roestvrijstalen schroeven. Kortom, houdt het vrije uiteinde van de draad om de draad onder de schroefkop plaatst hete soldeerpunt op de draad-schroefverbinding, en smelt sommige soldeer zodat net genoeg soldeergangen soepel in het gewricht. De 2 draden met schroeven dienen als EEG registrerende elektroden, terwijl de 2 draden zonder schroeven dienen als EMG opname elektroden. </li><li> Gebruik schaar strippen 1 mm van de isolatie aan het einde van de EMG elektroden met de kwaliteit van het EMG-signaal verhogen. </li><li> Volledig bedekken alle gesoldeerd pinnen met epoxy lijm met behulp van een dunne houten stok of een tandenstoker om de elektrische ruis tijdens de EEG / EMG-opnamen te verminderen. </li></ol></li><li> Bereid een kabel om de elektrode met de sleepring zoals hieronder beschreven. Deze kabel kan worden hergebruikt. <ol><li> Soldeer elke pin van een 4-pin FFC / FPC-connector met een draad van 30 cm platte kabel. In het kort, houdt het gestripte uiteinde van de draad aan de pin, plaats een hete soldeerboutop de draad-pin joint, en smelt sommige soldeer om ervoor te zorgen dat net genoeg soldeer op rolletjes loopt in het gewricht. Opmerking: Kies de lengte van de platte kabel die geschikt is voor de hoogte van het proefdier kooi gebruikt voor EEG / EMG-opnames is. </li><li> Solder krimp sockets een tip van de draden aan het andere uiteinde van de platte kabel. In het kort, het bezit van een krimp-aansluiting aan de gestripte vrije einde van de draad, plaats een hete soldeerbout op de draad-socket joint, en smelt sommige soldeer om ervoor te zorgen dat net genoeg soldeer op rolletjes loopt in het gewricht. </li><li> Steek elke krimp socket in een 4-positie krimp behuizing. </li><li> Volledig bedekken de krimp stopcontacten met epoxy lijm met behulp van een dunne houten stok of een tandenstoker. </li></ol></li></ol> 2. Implantatie van elektroden in de Mouse Head (Duur: ong. 20 min) <ol><li> Steriliseren alle chirurgische instrumenten in een hete kraal sterilisator voor de operatie. Verdoven een mannelijke muizen (10-20 weken oud, 20 - 30 g)met een intraperitoneale injectie van pentobarbital (50 mg / kg). Na het controleren dat de muis diep verdoofd door knijpen een teen, scheren de haren op het hoofd en de nek met een tondeuse. </li><li> Beweeg de muis naar de stereotaxische frame en bevestig de kop tussen de 2 oor bars. Vaseline op de ogen tot droog voorkomen. Reinigen de geschoren huid met alcohol en snijd het langs de middellijn met een scalpel aan de schedel bloot te leggen. Klem de huid om de chirurgische gebied open te houden. </li><li> Door een carbide frees (boor grootte: 0,8 mm diameter), boor 2 gaten in de schedel, een over de frontale corticale gebied (1 mm anterior bregma, 1,5 mm lateraal van de middellijn) en de andere via parietale gebied ( 1 mm anterior lambda, 1,5 mm lateraal van middellijn) van de rechter hersenhelft volgens stereotaxische coördinaten van Paxinos en Franklin. 23 </li><li> Door het gebruik van een schroevendraaier een juwelier, plaats roestvrij staal EEG-opname schroeven in de gaten en zorg 2-2,5 beurten voor elk screw voor epidurale positionering over de cortex. Opmerking: Plaats geen schroeven te diep om schade aan het hersenweefsel te voorkomen. Controleer of de schroeven stevig zijn bevestigd op de schedel. Dit is belangrijk om stabiel EEG signalen gedurende langere meervoudige opnamen (gewoonlijk meer dan 1 maand). Wiggly schroeven produceren EEG artefacten en kunnen komen uit voor het einde van het testschema. </li><li> Bevestig de elektrode assemblage (zie paragraaf 1.1, pennen draaide boven) met secondenlijm aan de schedel en bedek met tandheelkundige cement. Voeg bilateraal prikken met een pincet in de trapezius (nek) spieren en steek de roestvrijstalen draden die als EMG-elektroden in de gaten. Hecht de huid met zijden draad (0,1 mm diameter) om de blootstelling van de spier te vermijden. </li><li> Verwijder de muis uit het stereotactische frame. Dien ampicilline (100 mg / kg) en meloxicam (1 mg / kg) intraperitoneaal aan de muizen om bacteriële infecties te voorkomen en om postoperatieve pijn te verminderen, resp. Keep de muis op een warmte-pad en bewaken totdat het voldoende bewustzijn heeft herwonnen om borstligging handhaven. House muis afzonderlijk gedurende herstel om verwijdering van elektroden veroorzaakt door andere dieren en beheren meloxicam (1 mg / kg) intraperitoneaal op de eerste dag na de operatie. </li></ol> 3. Opnemen en verwerven EEG / EMG Gegevens <ol><li> Na een 1-weekse herstelperiode, huis elke muis afzonderlijk in een experimentele kooi geplaatst in een geluiddichte opname kamer. Onderhouden van een omgevingstemperatuur van 23 ± 1 ° C en automatisch te regelen cycli van 12-uur licht / 12 uur donker (lichten aan om 08:00 uur, lichtintensiteit ~ 100 lux). </li><li> Sluit de EEG / EMG elektrode montage op de muis hoofd om een ​​opname-kabel. Zorg ervoor dat de opname-kabel is aangesloten op een slip ring (die is zo ontworpen dat de bewegingen van de muis niet worden beperkt door het verdraaien van de kabel) en een EEG / EMG signaalversterker. Filter EEG / EMG signalen (EEG, 0,5-64 Hz; EMG, 16-64 Hz), digitaliseren met een bemonsteringsfrequentie van 128 Hz door een analoog-naar-digitaalomzetter (A / D) en tenslotte opnemen op een computer met EEG / EMG opname software (Table materialenscherm, 4 th vermelding van beneden). </li><li> Wennen met de muis voor 2-3 dagen in de opname kamer. Indien het EEG / EMG opname omvat intraperitoneale Drug voorzichtig omgaan met de muis in elke gewenning dag op het tijdstip van de toediening. </li><li> Vervolgens start EEG / EMG opname software (Table &#39;Materials&#39;, 4e ingang van beneden). <ol><li> Selecteer het tabblad &#39;Data bestandsinformatie&#39; en klikt u op het vakje naast de bestandsnaam. Voer een bestandsnaam in en klik op &#39;Opslaan&#39;. </li><li> Selecteer het tabblad &#39;Opnemen conditie&#39; en selecteer alle EEG / EMG-kanalen die zullen worden opgenomen. </li><li> Selecteer de sample frequentie (128 Hz) in het tabblad &#39;Opnemen conditie&#39;. </li><li> Controleer of de geselecteerde kanalen correct worden weergegeven in th&#39;Channel informatie&#39; tab e. </li><li> Selecteer het tabblad &#39;Timer-instelling&#39; en klik op &#39;Monitor&#39; te EEG en EMG weergeven. </li><li> Controleer of EEG / EMG signalen correct worden weergegeven. </li><li> Selecteer het tabblad &#39;Timer-instelling&#39; en stel de kloktijd voor het begin en het einde van de opname in de &#39;Main Timer&#39; gebied. </li><li> Klik op &#39;Monitor&#39; in het tabblad &#39;Timer-instelling&#39; om de opname te starten. </li></ol></li><li> Record EEG / EMG signalen onder de uitgangswaarde (bijv., Slaap / waak gedrag van een vrij te gedragen muis) en een andere behandeling (bijv., Cafeïne administratie of sham behandeling) over meerdere dagen. Euthanaseren de muis met een intraperitoneale injectie van pentobarbital (200 mg / kg) na de experimentele dag. </li></ol> 4. Scoren van Behavioral Staat Op basis van EEG / EMG Gegevens <ol><li> Start de software voor EEG / EMG-analyse (Tabel &#39;Materials&#39;, 4e ingang van beneden). Open de EEG / EMG ruwe data (.kcd bestand) geproduceerd onder de stap 3. Klik op het tabblad &#39;Sleep&#39; en selecteer Epoch tijd. Selecteer 10 sec. </li><li> Klik op het tabblad &#39;Sleep&#39; en selecteer &#39;Multi-screening&#39; om automatisch te scoren alle 10-sec tijdperken in 3 fasen (bijv., NREM en de REM-slaap, en waken) op basis van de amplitudes van de EEG en EMG en spectrale analyse van het EEG. 3 </li><li> Klik op &#39;FFT voorwaarde voor EEG&#39;. </li><li> Stel de parameters voor de spectrale analyse [256 referentiepunten (overeenkomend met 2 seconden van de EEG), Hanning window functie, en het gemiddelde van 5 spectra per tijdperk]. 3 Klik op &#39;OK&#39;. </li><li> Klik op &#39;Start&#39; Screening om de automatische screening beginnen. Open de gescoord data (.raf bestand). </li><li> Controleer de resultaten van de automatische screening en eventueel corrigeren handmatig gebaseerd op standaard criteria (zie Representatieve resultaten Figuur 1B en Tabel 1 </strong&gt;). 2, 3 kort, klik en houd de linker muisknop op een verkeerd scoorde tijdperk en sleep de cursor over het koord van verkeerd scoorde tijdperken. Laat de linker muisknop en kies de juiste gedrags staat in de pop-up venster. Opmerking: soms tijdvakken bij de overgang tussen twee toestanden waakzaam zijn moeilijk eenduidig ​​scoren op één staat. In dergelijke gevallen moet de periode worden gescoord om de schijnbare toestand en dezelfde criteria worden toegepast op soortgelijke perioden gedurende het experiment gegevens reproduceerbaarheid te waarborgen. </li></ol>

<ol><li>Berger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%C3%9Cber+das+Elektrenkephalogramm+des+Menschen%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Psych%22%5BJournal%5D)">Über das Elektrenkephalogramm des Menschen.</a> Arch. Psych. 87 (1), 527-570 (1929).</li>
<li>Tobler, I., Deboer, T., Fischer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+and+sleep+regulation+in+normal+and+prion+protein-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Sleep and sleep regulation in normal and prion protein-deficient mice.</a> J. Neurosci. 17 (5), 1869-1879 (1997).</li>
<li>Kohtoh, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Algorithm+for+sleep+scoring+in+experimental+animals+based+on+fast+Fourier+transform+power+spectrum+analysis+of+the+electroencephalogram%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep+Biol.+Rhythm%22%5BJournal%5D)">Algorithm for sleep scoring in experimental animals based on fast Fourier transform power spectrum analysis of the electroencephalogram.</a> Sleep Biol. Rhythm. 6 (3), 163-171 (2008).</li>
<li>Rosenbaum, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRosenbaum%2C+E+%22Warum+m%C3%BCssen+wir+schlafen%3F+%3A+eine+neue+Theorie+des+Schlafes%22">Warum müssen wir schlafen? : eine neue Theorie des Schlafes</a>. , August Hirschwald. (1892).</li>
<li>Kubota, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kuniomi+Ishimori+and+the+first+discovery+of+sleep-inducing+substances+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci.+Res%22%5BJournal%5D)">Kuniomi Ishimori and the first discovery of sleep-inducing substances in the brain.</a> Neurosci. Res. 6 (6), 497-518 (1989).</li>
<li>Ishimori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((True+cause+of+sleep%3A+a+hypnogenic+substance+as+evidenced+in+the+brain+of+sleep-deprived+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Tokyo+Igakkai+Zasshi%22%5BJournal%5D)">True cause of sleep: a hypnogenic substance as evidenced in the brain of sleep-deprived animals.</a> Tokyo Igakkai Zasshi. 23, 429-457 (1909).</li>
<li>Legendre, R., Pieron, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recherches+sur+le+besoin+de+sommeil+cons%C3%A9cutif+%C3%A0+une+veille+prolong%C3%A9e%5BTitle%5D)+AND+%22Z.+Allegem.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Recherches sur le besoin de sommeil consécutif à une veille prolongée.</a> Z. Allegem. Physiol. 14, 235-262 (1913).</li>
<li>Inoué, S., Honda, K., Komoda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+as+neuronal+detoxification+and+restitution%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain.+Res%22%5BJournal%5D)">Sleep as neuronal detoxification and restitution.</a> Behav. Brain. Res. 69 (1-2), 91-96 (1995).</li>
<li>Urade, Y., Hayaishi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prostaglandin+D2+and+sleep%2Fwake+regulation%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep+Med.+Rev%22%5BJournal%5D)">Prostaglandin D2 and sleep/wake regulation.</a> Sleep Med. Rev. 15 (6), 411-418 (2011).</li>
<li>Ueno, R., Ishikawa, Y., Nakayama, T., Hayaishi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prostaglandin+D2+induces+sleep+when+microinjected+into+the+preoptic+area+of+conscious+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+Biophys.+Res.+Commun%22%5BJournal%5D)">Prostaglandin D2 induces sleep when microinjected into the preoptic area of conscious rats.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 109 (2), 576-582 (1982).</li>
<li>Krueger, J. M., Walter, J., Dinarello, C. A., Wolff, S. M., Chedid, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep-promoting+effects+of+endogenous+pyrogen+%28interleukin-1%29%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Sleep-promoting effects of endogenous pyrogen (interleukin-1).</a> Am. J. Physiol. 246 (6 Pt 2), R994-R999 (1984).</li>
<li>Porkka-Heiskanen, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adenosine%3A+a+mediator+of+the+sleep-inducing+effects+of+prolonged+wakefulness%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Adenosine: a mediator of the sleep-inducing effects of prolonged wakefulness.</a> Science. 276 (5316), 1265-1268 (1997).</li>
<li>Garcia-Garcia, F., Acosta-Pena, E., Venebra-Munoz, A., Murillo-Rodriguez, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep-inducing+factors%5BTitle%5D)+AND+%22CNS+Neurol.+Disord.+Drug.+Targets%22%5BJournal%5D)">Sleep-inducing factors.</a> CNS Neurol. Disord. Drug. Targets. 8 (4), 235-244 (2009).</li>
<li>Huitron-Resendiz, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Urotensin+II+modulates+rapid+eye+movement+sleep+through+activation+of+brainstem+cholinergic+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Urotensin II modulates rapid eye movement sleep through activation of brainstem cholinergic neurons.</a> J. Neurosci. 25 (23), 5465-5474 (2005).</li>
<li>Wilkins, R. H., Brody, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encephalitis+lethargica%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Encephalitis lethargica.</a> Arch. Neurol. 18 (3), 324-328 (1968).</li>
<li>von Economo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Die+encephalitis+lethargica%5BTitle%5D)+AND+%22Wien.+Klin.+Wochenschr%22%5BJournal%5D)">Die encephalitis lethargica.</a> Wien. Klin. Wochenschr. 30, 581-585 (1917).</li>
<li>Moruzzi, G., Magoun, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+stem+reticular+formation+and+activation+of+the+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr.+Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Brain stem reticular formation and activation of the EEG.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1 (4), 455-473 (1949).</li>
<li>Saper, C. B., Fuller, P. M., Pedersen, N. P., Lu, J., Scammell, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+state+switching%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Sleep state switching.</a> Neuron. 68 (6), 1023-1042 (2010).</li>
<li>Jones, B. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJones%2C+BE+%22Progress+in+Brain+Research%22">Progress in Brain Research</a>. Krnjevic , K., L, D. escarries, S, M. ircea 145, Elsevier. 157-169 (2004).</li>
<li>Saper, C. B., Scammell, T. E., Lu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypothalamic+regulation+of+sleep+and+circadian+rhythms%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Hypothalamic regulation of sleep and circadian rhythms.</a> Nature. 437 (7063), 1257-1263 (2005).</li>
<li>Fort, P., Bassetti, C. L., Luppi, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alternating+vigilance+states%3A+new+insights+regarding+neuronal+networks+and+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Alternating vigilance states: new insights regarding neuronal networks and mechanisms.</a> Eur. J. Neurosci. 29 (9), 1741-1753 (2009).</li>
<li>Lu, J., Sherman, D., Devor, M., Saper, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+putative+flip-flop+switch+for+control+of+REM+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A putative flip-flop switch for control of REM sleep.</a> Nature. 441 (7093), 589-594 (2006).</li>
<li>Paxinos, G., Franklin, K. B. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+mouse+brain+in+stereotaxic+coordinates%22">The mouse brain in stereotaxic coordinates</a>. , Academic. (2001).</li>
<li>Lazarus, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Arousal+effect+of+caffeine+depends+on+adenosine+A2A+receptors+in+the+shell+of+the+nucleus+accumbens%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Arousal effect of caffeine depends on adenosine A2A receptors in the shell of the nucleus accumbens.</a> J. Neurosci. 31 (27), 10067-10075 (2011).</li>
<li>Huang, Z. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adenosine+A2A%2C+but+not+A1%2C+receptors+mediate+the+arousal+effect+of+caffeine%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Adenosine A2A, but not A1, receptors mediate the arousal effect of caffeine.</a> Nat. Neurosci. 8 (7), 858-859 (2005).</li>
<li>Qu, W. M., Huang, Z. L., Xu, X. H., Matsumoto, N., Urade, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dopaminergic+D1+and+D2+receptors+are+essential+for+the+arousal+effect+of+modafinil%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Dopaminergic D1 and D2 receptors are essential for the arousal effect of modafinil.</a> J. Neurosci. 28 (34), 8462-8469 (2008).</li>
<li>Huang, Z. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Arousal+effect+of+orexin+A+depends+on+activation+of+the+histaminergic+system%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Arousal effect of orexin A depends on activation of the histaminergic system.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98 (17), 9965-9970 (2001).</li>
<li>Xu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+mouse+model+mimicking+human+first+night+effect+for+the+evaluation+of+hypnotics%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol.+Biochem.+Behav%22%5BJournal%5D)">A mouse model mimicking human first night effect for the evaluation of hypnotics.</a> Pharmacol. Biochem. Behav. 116, 129-136 (2014).</li>
<li>Cho, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Marine+polyphenol+phlorotannins+promote+non-rapid+eye+movement+sleep+in+mice+via+the+benzodiazepine+site+of+the+GABAA+receptor%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacol%22%5BJournal%5D)">Marine polyphenol phlorotannins promote non-rapid eye movement sleep in mice via the benzodiazepine site of the GABAA receptor.</a> Psychopharmacol. 231 (14), 2825-2837 (2014).</li>
<li>Liu, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piromelatine+exerts+antinociceptive+effect+via+melatonin%2C+opioid%2C+and+5HT1A+receptors+and+hypnotic+effect+via+melatonin+receptors+in+a+mouse+model+of+neuropathic+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacol%22%5BJournal%5D)">Piromelatine exerts antinociceptive effect via melatonin, opioid, and 5HT1A receptors and hypnotic effect via melatonin receptors in a mouse model of neuropathic pain.</a> Psychopharmacol. 231 (20), 3973-3985 (2014).</li>
<li>Qu, W. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipocalin-type+prostaglandin+D+synthase+produces+prostaglandin+D2+involved+in+regulation+of+physiological+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Lipocalin-type prostaglandin D synthase produces prostaglandin D2 involved in regulation of physiological sleep.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 103 (47), 17949-17954 (2006).</li>
</ol>

De auteurs Yujiro Tauguchi en Sayaka Kohtoh zijn werknemers van Kissei Comtech Co., Ltd, dat de SleepSign-software ontwikkelt voor het verwerven en automatisch scoren van EEG/EMG-gegevens die in dit artikel worden gebruikt.

Dit protocol beschrijft een set-up voor EEG / EMG registraties dat de beoordeling van slapen en waken onder lage ruis, kosteneffectieve, en high-throughput voorwaarden toestaat. Vanwege de kleine afmetingen van de EEG / EMG electrodekop samenstel kan dit systeem worden gecombineerd met andere implantaten voor intra-brain experimenten, waaronder optogenetics (glasvezel implantatie), of in combinatie met gelijktijdige canule implantatie microinfusion van geneesmiddelen in de muis brain. 31 Bovendien is het ontw...

Technische ontwikkelingen hebben vaak neergeslagen quantum sprongen in het begrip van de neurobiologische processen. Bijvoorbeeld, ontdekking Hans Berger in 1929 die elektrische potentialen opgenomen van de menselijke hoofdhuid in de vorm van sinusvormige golven, waarvan de frequentie is direct gerelateerd aan het niveau van waakzaamheid van het onderwerp, geleid tot een snelle vooruitgang in het inzicht van de slaap-waak regelgeving, in zowel dieren als mensen gelijk. 1 Tot vandaag de electroencephlogram (EEG), in samenhang met de elektromyogram (EMG), dwz., elektrische activiteit door skeletspieren, representeert de data &quot;skelet&quot; van bijna elke experimentele en klinische beoordeling die tracht om het gedrag en fysiologie correleren met activiteit van de corticale neuronen in gedragen dieren, waaronder mensen. In de eenvoudigste slaap onderzoekslaboratoria deze EEG-registraties worden uitgevoerd met behulp van een kabel systeem (figuur 1) waarbij verworven data onderworpen off-line patroon en spectrumanalyse [bijv., het toepassen van een snelle Fourier transformatie (FFT) algoritme] het bepalen van de waakzaamheid toestand van het subject worden opgenomen. 2, 3 slaap bestaat uit snelle-oogbeweging (REM) en non-REM (NREM) slaap. REM-slaap wordt gekenmerkt door een snelle low-voltage EEG, willekeurig oogbeweging, en spier atonia, een toestand waarin de spieren effectief worden verlamd. REM-slaap ook bekend als paradoxale slaap, omdat de hersenactiviteit lijkt op die van wakker, terwijl het lichaam grotendeels losgekoppeld van de hersenen lijkt in diepe slaap. Daarentegen worden motorische neuronen gestimuleerd tijdens NREM slaap, maar er is geen oogbeweging. Menselijke NREM slaap kan worden verdeeld in 4 fasen, waarbij stap 4 wordt diepe slaap of slow-wave sleep genoemd en wordt gekenmerkt door grote, langzaam hersengolven met delta activiteit tussen 0,5 - 4 Hz in het EEG. Anderzijds, een uitsplitsing fasen van NREM-slaap bij kleinere dieren, zoals ratten eennd muizen niet is vastgesteld, voornamelijk omdat zij niet geconsolideerde lange perioden van slaap zoals bij de mens. In de loop der jaren, en op basis van EEG uitlegging verschillende modellen van slaap-waakregulatie zowel circuit- en humorale gebaseerde, zijn voorgesteld. De neurale en cellulaire basis van de behoefte aan slaap of, als alternatief, &quot;slaap rijden,&quot; blijft onopgelost, maar is opgevat als een homeostatische druk die opbouwt tijdens de wakende periode en wordt opgenomen door de slaap. Een theorie is dat endogene somnogenic factoren accumuleren tijdens waken en dat hun geleidelijke toename is de onderbouwing van de slaap homeostatische druk. Terwijl de eerste formele hypothese dat de slaap wordt gereguleerd door humorale factoren is bijgeschreven op het werk Rosenbaum gepubliceerd in 1892 4, het was Ishimori 5, 6 en Pieron 7 die zelfstandig, en meer dan 100 jaar geleden, het bestaan ​​aangetoond van slaapbevorderende chemicaliën. Beide onderzoekers voorgesteld, en inderdaad bleek dat hypnogenic stoffen of &#39;hypnotoxins&#39; aanwezig is in de cerebrospinale vloeistof (CSF) van slaaptekort honden waren. 8 In de afgelopen eeuw een aantal extra vermeende hypnogenic stoffen betrokken bij de slaap homeostatische proces zijn geïdentificeerd (voor overzicht zie ref. 9), waaronder prostaglandine (PG) D 2, 10 cytokines, 11 adenosine, 12 anandamide, 13 en urotensine II peptide. 14 Experimentele werk van Economo 15, 16, Moruzzi en Magoun 17, en anderen in de vroege en midden van de 20e eeuw geproduceerd bevindingen dat circuit-gebaseerde theorieën van slapen en waken en geïnspireerd tot op zekere hoogte, overschaduwde de dan geldende humorale theorie van slapen. Tot op heden zijn verschillende &quot;circuit modellen&quot; voorgesteld, elkaar op de hoogte van gegevens van wisselende kwaliteit en kwantiteit (voor een overzicht, zie ref. 18). Één modelBijvoorbeeld stelt slow-wave sleep gegenereerd doorgaande adenosine gemedieerde remming van acetylcholineafgifte van cholinergische neuronen in de basale voorhersenen, een gebied hoofdzakelijk uit ten de kern van het horizontale been van de diagonale band van Broca en de substantia inominata. 19 Een ander populair model van slaap / waakregulatie beschrijft een flip-flop schakelorgaan op basis van onderling remmende interacties tussen slaapverwekkende neuronen in de ventrolaterale preoptic stippellijn-waak inducerende neuronen van de hypothalamus en hersenstam. 18, 20, 21 Bovendien, voor het in- en uitschakelen van de REM slaap, een soortgelijke onderling remmend interactie voorgesteld voor gebieden in de hersenstam, die de ventrale Periaqueductale grijs, laterale pontine tegmentum, en sublaterodorsal kern. 22 Tezamen zijn deze modellen waardevol gebleken heuristiek en boden belangrijke interpretatieve kaders voor studies in slaaponderzoek; echter, een yet vollediger begrip van de moleculaire mechanismen en circuits reguleren van de slaap-waak cyclus is een volledige kennis van zijn componenten. Het systeem voor de registratie van huisstijlen hieronder moeten helpen bij dit doel.

<table><tbody><tr><td>4-pin header</td><td>Hirose</td><td>A3B-4PA-2DSA(71)</td><td></td></tr><tr><td>Ampicillin</td><td>Meiji Seika</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Analog-to-digital converter</td><td>Contec</td><td>AD16-16U(PCIEV)</td><td></td></tr><tr><td>Caffeine</td><td>Sigma</td><td>C0750</td><td></td></tr><tr><td>Carbide cutter</td><td>Minitor</td><td>B1055</td><td></td></tr><tr><td>Crimp housing</td><td>Hirose</td><td>DF11-4DS-2C</td><td></td></tr><tr><td>Crimp socket</td><td>Hirose</td><td>DF11-30SC</td><td></td></tr><tr><td>Dental cement (Toughron Rebase)</td><td>Miki Chemical Product</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Epoxy adhesive</td><td>Konishi</td><td>#16351</td><td></td></tr><tr><td>FFC/FPC connector</td><td>Honda Tsushin Kogyo</td><td>FFC-10BMEP1(B)</td><td></td></tr><tr><td>Flat cable</td><td>Hitachi Cable</td><td>20528-ST LF</td><td></td></tr><tr><td>Instant glue (Aron Alpha A)</td><td>Toagosei</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Meloxicam</td><td>Boehringer Ingelheim</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Pentobarbital</td><td>Kyoritsu Seiyaku</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Signal amplifier</td><td>Biotex</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Sleep recording chamber</td><td>APL</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>SleepSign software</td><td>Kissei Comtec</td><td>N/A</td><td>voor EEG/EMG opname/analyse</td></tr><tr><td>Slip ring</td><td>Biotex</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Stainless steel screw</td><td>Yamazaki</td><td>N/A</td><td>&phi;1.0 &times; 2.0</td></tr><tr><td>Stainless steel wire</td><td>Cooner Wire</td><td>AS633</td><td></td></tr></tbody></table>

huisstijlen opname procedure voor het meten van de slaap in muizen

Polygraphic Recording Procedure for Measuring Sleep in Mice

De registratie van het epidurale elektro-encefalogram (EEG) en elektromyogram (EMG) bij kleine dieren, zoals muizen en ratten, is van cruciaal belang geweest voor het bestuderen van de homeodynamiek en de circuitiek van de regulatie van slaap-waakcycli. In veel laboratoria wordt een kabelgebaseerd slaapregistratiesysteem gebruikt om de EEG en EMG te monitoren bij vrij bewegende muizen in combinatie met computersoftware voor automatische scorering van de waaktoestanden op basis van powerspectrumanalyse van EEG-gegevens. Een beschrijving van dit systeem wordt hierin gedetailleerd. Stalen schroeven worden geïmplanteerd boven het frontale corticale gebied en het pariëtale gebied van 1 hemisphäre voor het monitoren van EEG-signalen. Bovendien wordt EMG-activiteit gemonitord door de bilaterale plaatsing van draden in beide nekspieren. Non-rapid eye movement (Non-REM; NREM) slaap wordt gekenmerkt door grote, langzame hersengolven met delta-activiteit onder de 4 Hz in het EEG, terwijl een verschuiving van lage frequentie delta-activiteit naar een snelle laagspannings-EEG in het theta-bereik tussen 6 en 10 Hz kan worden waargenomen bij de overgang van NREM naar REM-slaap. Daarentegen wordt waaktoestand geïdentificeerd door lage tot matige spanningshersengolven in het EEG-spoor en significante EMG-activiteit.

Figuur 1B illustreert voorbeelden van de muis EEG in de verschillende toestanden waakzaamheid. Zoals getoond in tabel 1, worden tijdperken ingedeeld NREM slaap wanneer de EEG blijkt uit grote, langzaam hersengolven met een delta ritme beneden 4 Hz en EMG slechts een zwak of geen signaal. Tijdperken worden als REM slaap wanneer de EEG vertoont een snelle low-voltage hersengolven in de theta bereik tussen 6 en 10 Hz en de EMG toont lage amplitude. Andere p...

De registratie van elektro-encefalogram (EEG) en elektromyogram (EMG) bij muizen die zich vrij kunnen bewegen, is een cruciale stap om gedrag en fysiologie te correleren met slaap en waakzaamheid. Het experimentele protocol dat hier wordt beschreven, biedt een kabelgebaseerd systeem voor het verkrijgen van EEG- en EMG-opnamen bij muizen.

Huisstijlen Opname Procedure voor het meten van de Slaap in Muizen

Recording of the epidural electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) in small animals, like mice and rats, has been pivotal to study the ...

Het algemene doel van deze polygrafische opnameprocedure is om de waakzame toestand van muizen te bepalen en de tijd te meten die wordt doorgebracht in waakzaamheid, snelle oogbewegingsslaap of niet-snelle oogbewegingsslaap. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvragen in bijna elk neurowetenschappelijk veld dat gedrag en fysiologie wil correleren met de activiteit van corticale neuronen bij dieren in beweging. Het grote voordeel van deze techniek is dat er veel knooppunten, elektro-encefalogram en elektromyogram kunnen worden geregistreerd en deze kunnen worden gecombineerd met andere hersenimplantaten zoals optische vezels en infusiekanules.Visuele demonstratie van deze methode is erg belangrijk omdat de implantatie van de elektrode correct moet worden uitgevoerd en de kwaliteit van de elektrode is uiterst kritiek om de fysieke toestanden te beoordelen. Het demonstreren van de procedure zal door Yohko Takata worden gedaan, een postdoc uit mijn laboratorium. Voordat u begint, steriliseer alle chirurgische hulpmiddelen in een hete parelsterielisatiemachine.Zodra is bevestigd dat de muis verdoofd is door een knijpen in de teen, scheer het haar op het hoofd en de nek. Bevestig vervolgens het huis op het stereotactische frame en fixeer het hoofd tussen de twee oorbeugels. Breng vervolgens oogzalf aan in de ogen om uitdroging te voorkomen.Ga door met het reinigen van de geschoren huid met alcohol en jodium gebaseerde scrubs. Snijd vervolgens langs de middenlijn met een scalpel om de schedel bloot te leggen en bevestig de huid aan de zijkant met clips om het operatiegebied open te houden. Maak vervolgens twee gaten met een hardmetalen snijder met een 0,8 millimeter boor.Plaats een gat boven het frontale corticale gebied. Plaats het tweede gat boven het pariëtale gebied van de rechterhersenhelft. Gebruik vervolgens een juwelenschroevendraaier om roestvrijstalen EEG-opnameschroeven in de gaten te schroeven.Breng de schroeven in met slechts twee tot twee en een halve draai om een epidurale positionering boven de cortex te verkrijgen. De schroeven mogen niet schudden eenmaal geplaatst. Dit is erg belangrijk.Bevestig nu de elektrodenassemblage met de pinnen omhoog op de schedel. De elektroden moeten rechtop worden bevestigd. Gebruik een wattenstaafje om de positie van de elektrode te helpen bevestigen en lijm de elektrode vast met cyanoacrylaat gevolgd door tandcement.Maak vervolgens kleine gaatjes in de trapezius en breng de EMG-elektrode in die gaatjes. Naai vervolgens de huid met zijdedraad met een diameter van 0,1 millimeter. Verwijder nu de muis uit het stereotactische frame en plaats deze op een verwarmingspad.Geef de muis intraperitoneale injecties van ampicilline en meloxicam en monitor de muis totdat deze weer in sternal liggende positie is. Huis de muis vervolgens alleen. Een week na het implanteren van de elektroden, brengt u de muis over naar een experimentele kooi in een geluiddichte opnamekamer.Bevestig de EEG/EMG-elektrodenassemblage op de muis aan een opnamekabel die is aangesloten op een slipring. Verbind de AD-converterkabel met een EEG/EMG-signaalfilterversterker die is aangesloten op de slipring. Gebruik een AD-converter om het signaal om te zetten in een 128 hertz digitaal signaal en ten slotte het signaal op te nemen op een computer.Habitueer de muis gedurende twee tot drie dagen in de opnamekamer. Als de EEG/EMG-opname medicijntoedieningen omvat, moet de muis elke dag zachtjes worden behandeld, alsof er een medicijntoediening wordt gegeven. Start vervolgens de EEG/EMG-opnamesoftware.Om te beginnen, klikt u op het tabblad Informatie over gegevensbestand en klikt u op het vak naast de bestandsnaam. Voer een bestandsnaam in en klik op Opslaan. Selecteer vervolgens in het tabblad Opnamevoorwaarden alle EEG/EMG-kanalen die moeten worden opgenomen.Selecteer ook de Bemonsteringsfrequentie onder dit tabblad. Controleer nu in het tabblad Kanaalinformatie of de geselecteerde kanalen correct worden weergegeven. Zodra dit is bevestigd, start u de opname door eerst het tabblad Timer-instelling te selecteren.Klik vervolgens op monitor om EEG en EMG weer te geven. Als de signalen correct worden weergegeven, stelt u de kloktijd in voor het begin en het einde van de opname in het gebied Hoofdtimer. Klik vervolgens op de knop Monitor om de opname te starten.Neem nu de signalen op onder basislijnomstandigheden en verschillende behandelingsvoorwaarden gedurende meerdere dagen. Wanneer het experiment is voltooid, euthaniseer de muis met pentobarbital. Start de software voor EEG/EMG-analyse.Open de EEG/EMG-ruwe gegevens, een KCD-bestand. Klik op het tabblad Slaap en stel de Epoch-tijd in op 10 seconden. Selecteer vervolgens Multi-screening om alle tien seconden epochen automatisch in drie fasen te scoren op basis van de amplituden van de EEG en de EMG en op basis van de spectrale analyse van de EEG.Klik vervolgens op de FFT-voorwaarde voor EEG-tabblad. Stel daar de parameters voor de spectrale analyse in. Gebruik 256 datapunten die overeenkomen met elke twee seconden EEG, gebruik de hamming-vensterfunctie en gebruik een gemiddelde van vijf spectra per epoch.Klik vervolgens op Ok. Klik nu op Start screening om de automatische screening te starten. Open vervolgens de opgeslagen gegevens, die zijn opgeslagen in een RAF-bestandsindeling, en controleer de resultaten van de automatische screening. Corrigeer indien nodig de resultaten als deze niet aan de standaardcriteria voldoen.Om een correctie aan te brengen, klikt u op en houdt u de linkermuisknop ingedrukt op een onjuist beoordeelde epoch en sleept u de cursor over de reeks onjuist beoordeelde epochen. Laat de linkermuisknop los en selecteer de juiste gedragstoestand in het pop-upvenster. Onder basislijnomstandigheden vertoonden de muizen een duidelijke circadiane slaap-waakcyclus die consistent was met hun nachtelijke aard.Tijdens de 12 uur durende lichtperiode sliepen de muizen gemiddeld 6,7 uur NREM-slaap en 0,9 uur REM-slaap. Terwijl tijdens hun 12 uur durende duisternisperiode waakzaamheid overheersend was. Andere

polygraphic-recording-procedure-for-measuring-sleep-in-mice

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Source: Kodani, S., et.al. Optogenetic Manipulation of Neural Circuits During Monitoring Sleep/wakefulness States in Mice. J. Vis. Exp. (2019)This video demonstrates the optogenetic manipulation of neural circuits involved in the sleep-to-wakefulness transition in mice. The procedure involves surgically implanting an optic fiber and electrodes into the brain and muscles to enable light stimulation and electrophysiological recording. By delivering light to activate light-sensitive cation...

Optogenetic Manipulation of Neural Circuits for the Sleep-to-Wakefulness Transition in Mice

This video demonstrates a protocol for implanting an electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) electrode assembly in an anesthetized mouse. The process involves securing the mouse on a stereotaxic frame, making a midline incision in the skull, drilling holes for the electrodes, and fixing the electrode unit for signal recording. After recovery, the mouse's sleep-wake behavior is analyzed using the recorded signals.

Analyzing Sleep Behavior in Mice through Electroencephalogram and Electromyogram Recordings

Dit artikel toont de prestaties van acupunctuur, epilepsiemodellen en de analyse van slaap bij knaagdieren. De acupunctuurprocedure en de identificatie van acupunctuurpunten worden beschreven. Pilocarpine of pentyleentetraazool (PTZ) wordt gebruikt om epilepsie te induceren. Elektrokortikogram (ECoG), elektromyogram (EMG), hersentemperatuur en opnames van locomotorische activiteit worden gebruikt voor slaapanalyse.

Manipulatie van Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) en Sleep bij ratten en muizen door Acupunctuur

Hier presenteren we experimentele en analytische procedures om de temporale dynamiek van de neurale en hartvariabelen van niet-REM slaap in muizen te beschrijven, die de respons op slaapresponsen voor akoestische stimuli moduleren.

Quantum Infra-slow Dynamics of Spectral Power en Heart Rate in slaapmuizen

Beschrijven we een hoge-doorvoer-methode voor het meten van de slaap door middel van activiteiten gebaseerde home-kooi bewaking. Deze methode biedt voordelen ten opzichte van traditionele EEG gebaseerde methoden. Het kan is goed gevalideerd voor de bepaling van de totale slaap duur en een krachtig hulpmiddel voor de monitoring van de slaap in knaagdier modellen van ziekten bij de mens.

Noninvasive, High-throughput bepaling van de duur van de slaap in knaagdieren

Wijzigingen in de kynurenine traject (KP) neuroactive metabolieten zijn betrokken bij de psychiatrische ziekten. Onderzoek naar de functionele uitkomsten van een gewijzigde kynurenine traject metabolisme in vivo bij knaagdieren kan helpen nieuwe therapeutische benaderingen toelichten. Het huidige protocol combineert biochemische en gedragsmatige benaderingen voor het onderzoek naar de gevolgen van een acute kynurenine uitdaging bij ratten.

Een High-performance Liquid Chromatography-meting van Kynurenine en Kynurenic zuur: Biochemie voor cognitie en slaap in ratten

Hier beschrijven we methoden van optogenetische manipulatie van bepaalde soorten neuronen tijdens het monitoren van de slaap/wakkerheid toestanden in muizen, het presenteren van onze recente werk op de bed kern van de Stria terminalis als voorbeeld.

Optogenetische manipulatie van neurale circuits tijdens het monitoren van slaap/wakkerheid toestanden in muizen

Dit protocol biedt een open source, gecompileerd MATLAB-programma dat multitaper-spectrogrammen genereert voor elektroencephalografische gegevens.

Computergebaseerd Multitaper Spectrogram programma voor Elektroencephalografische gegevens

Het huidige protocol schetst een methode voor het opzetten van een kosteneffectief rocker-platformgebaseerd apparaat dat wordt gebruikt voor het induceren van slaaptekort bij muizen. Dit apparaat heeft bewezen effectief te zijn in het veroorzaken van verstoringen in door elektro-encefalogram (EEG) bewezen slaappatronen, evenals het induceren van metabole en moleculaire veranderingen die verband houden met slaaptekort.

Het opzetten van een apparaat voor slaaptekort bij muizen

We presenteren een softwarepakket met een grafische gebruikersinterface voor onderzoekers zonder codeerervaring om slaapstadia bij muizen te scoren met een eenvoudige download en bediening.

IntelliSleepScorer, een softwarepakket met een grafische gebruikersinterface voor muizen Geautomatiseerde Sleep Stage Scoring

Dit protocol is ontwikkeld om een betrouwbaar en gemakkelijk toegankelijk systeem te creëren voor het registreren van vrij bewegende EEG van knaagdieren.

Een kosteneffectief en minimaal invasief protocol voor chronische multi-site elektro-encefalografie-opname bij vrij bewegende muizen

Leer een polygrafische opnamemethode voor slaaponderzoek bij muizen met EEG- en EMG-metingen. Deze techniek helpt gedrag en fysiologie te correleren met corticale neuronactiviteit.

Huisstijlen Opname Procedure voor het meten van de Slaap in Muizen

Meer video's verkennen