Sen pełni ważne funkcje dla przywrócenia ciała i mózgu po codziennym obciążeniu czuwaniem1. Wykazano, że sen odgrywa rolę w zapamiętywaniu i ogólnej plastyczności mózgu1. EEG jest złotym standardem w wykrywaniu sleep2. U gryzoni monitorowanie EEG wymaga chirurgicznego wszczepienia elektrod przymocowanych do mocowania głowy, po czym zwierzę potrzebuje pewnego czasu na powrót do zdrowia2. Po powrocie do zdrowia zwierzę jest podłączane do urządzenia rejestrującego i otrzymuje kolejny okres przyzwyczajenia2. Ze względu na te niezbędne okresy rekonwalescencji i przyzwyczajenia, EEG jest czasochłonne i pracochłonne i nie może być racjonalnie wykonane na dużą skalę. Ponadto zabieg chirurgiczny polegający na wszczepieniu elektrody niesie ze sobą nieodłączne ryzyko dla zwierzęcia. Wreszcie, analiza danych w celu oceny snu w badaniach EEG jest również bardzo pracochłonna. Alternatywna, nieinwazyjna, wysokoprzepustowa metoda monitorowania snu znacznie pomogłaby w badaniach nad snem gryzoni.
System monitorowania domowej klatki oparty na aktywności, używany do wykrywania snu, rozwiązuje ograniczenia badań EEG. Proste założenie jest takie, że nieaktywne zwierzę jest prawdopodobnie zwierzęciem śpiącym. Wykazano, że 40 s ciągłej bezczynności (połączone w 10 epokach s) jest wiarygodną miarą snu mierzoną za pomocą EEG (wykazano, że ma 88-94% zgodności)3. Systemy monitorowania w klatkach domowych mogą być wykorzystywane do badania dużych grup zwierząt przy minimalnym czasie przygotowania. Wykazaliśmy, że zwierzęta potrzebują około jednego dnia, aby przyzwyczaić się do indywidualnego trzymania w systemie monitorowania w klatce domowej4, w przeciwieństwie do tygodni rekonwalescencji potrzebnych do badań EEG2. Ponadto niektóre konfiguracje mogą również wykrywać parametry fizjologiczne, takie jak temperatura ciała, tętno, aktywność i karmienie. Temperatura i tętno są określane na podstawie implantacji małego nadajnika. Parametry te mogą dostarczyć więcej informacji o myszy i mogą być używane równolegle z nagrywaniem snu, aby jeszcze bardziej poszerzyć naszą wiedzę na temat snu i tego, jak na niego wpływa.
Chociaż jest to potężne narzędzie, istnieją pewne ograniczenia co do typów danych, które można uzyskać z monitorowania domowego klatki opartej na aktywności. Badania EEG mogą różnicować sen REM i nie-REM, co może być ważne dla głębszego zrozumienia architektury snu. Systemy monitorowania klatki domowej oparte na aktywności mogą dostarczać danych tylko dla całkowitego czasu trwania snu. Ponadto, mimo że dane wyjściowe do monitorowania domowej klatki opartej na aktywności dostarczają informacji o czasie trwania napadu snu, nie możemy dokładnie ocenić czasu trwania ataku ze względu na nieodłączne ograniczenie interwałów 40 s3. Pomimo tych ograniczeń, monitorowanie czasu trwania snu w klatce domowej stanowi ważną miarę biologiczną, która może wpływać na wiele dalszych czynników, w tym zdrowie i zachowanie zwierzęcia5.
Monitorowanie domowej klatki opartej na aktywności było używane do wykrywania snu w wielu badaniach, co wskazuje na jego wszechstronność. Przytaczamy próbkę tych badań4,6,7,8, class="xref">9,10,11,12. Oprócz przedstawionej metody istnieją inne metody wykrywania snu za pomocą monitorowania opartego na aktywności, z których każda zawiera własne ograniczenia13,14. Niektóre z tych badań dotyczą długich okresów nieprzerwanego snu (72 godziny), podczas gdy inne analizują sen w blokach 24 godzin. W tym badaniu przedstawiono analizę snu dla każdego okresu 24 godzin po odpowiedzi na codzienne wstrzyknięcia dootrzewnowe (IP) oraz na okresowe zmiany klatki w mysim modelu zespołu łamliwego chromosomu X (myszy Fmr1 KO). Wybraliśmy myszy Fmr1 KO, ponieważ mają one zmniejszoną senność4 i przypuszcza się, że są hiperreaktywne na informacje sensoryczne15. Nasze dane podkreślają zdolność do wykrywania zmian we wzorcach snu w odpowiedzi na stresujące wydarzenie. Ta metoda jest idealna do uzyskiwania ogólnych informacji na temat snu w dużych kohortach myszy. Metoda może być przydatna do zrozumienia wpływu określonych zmian genetycznych na sen, efektów leczenia farmakologicznego lub reakcji na zdarzenia, takie jak stresor. Ponadto metoda ta zapewnia prosty sposób badania przesiewowego pod kątem odpowiedzi przed rozpoczęciem bardziej zaangażowanych badań.