Name: Rejestracja i analiza rytmów okołodobowych w aktywności kół biegowych u gryzoni (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-01-24T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 46 s
Description: Poznaj metodę rejestracji rytmów okołodobowych w aktywności kół biegowych u gryzoni. Technika ta pozwala analizować wpływ czynników genetycznych, farmakologicznych i środowiskowych na zegar biologiczny.

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

Autorzy chcieliby podziękować za nagrody płacowe, dotacje na sprzęt i fundusze operacyjne od Fonds de la recherche en santé Québec (FRSQ), Kanadyjskich Instytutów Badań nad Zdrowiem (CIHR), Kanadyjskiej Rady ds. Badań Przyrodniczych i Inżynieryjnych (NSERC) oraz Concordia University Research Chairs Program (CRUC), a także za przemyślane opinie na temat tego manuskryptu od dr Jane Stewart.

1. Pomieszczenia dla zwierząt
<ol>
	<li>Klatka: Aby rejestrować aktywność koła jezdnego pojedynczego gryzonia, w każdej klatce powinien znajdować się pojedynczy gryzoń i koło do biegania. Ponieważ koła do biegania można uznać za formę wzbogacenia, wszystkie gryzonie w każdym badaniu powinny mieć podobny dostęp do koła do biegania.</li>
	<li>Zmiana ściółki: Obchodzenie się ze zwierzętami, a także zmiany w klatkach lub pościeli mogą mieć niefotyczny wpływ na rytm okołodobowy21-23, dlatego klatki z siatkową podłogą są idealne, ponieważ minimalizują kontakt ze zwierzęciem. Niezależnie od dostępności takiego systemu tacek, należy unikać zmiany ściółki w krytycznych fazach eksperymentu. Alternatywą jest stosowanie trwalszej ściółki, która pozwoliłaby na rzadsze zmiany klatek, lub zmiana klatek według pseudolosowego harmonogramu.</li>
	<li>Skrzynki izolacyjne: Klatki powinny być przechowywane w skrzynkach izolacyjnych, które są wyciszone, kontrolowane przez światło i dobrze wentylowane. W zależności od wielkości i konfiguracji skrzynek izolacyjnych, liczba klatek w każdej skrzynce będzie zwykle wynosić od 1 do 8. W przypadku trzymania wielu klatek w jednej izolatce należy mieć świadomość, że różne zapachy i dźwięki pochodzące od innych zwierząt mogą mieć mylący wpływ na zachowanie okołodobowe poszczególnych zwierząt. Aby uniknąć tych problemów, należy starać się umieścić jedną klatkę w każdej skrzynce izolacyjnej.</li>
	<li>Wentylacja: Odpowiedni przepływ powietrza jest niezbędny, aby boksy były komfortowym środowiskiem domowym dla gryzoni. Wentylator w każdej skrzynce powinien być osłonięty, tak aby światło z zewnątrz skrzynki nie przedostawało się do środka. Ponadto wentylatory zazwyczaj usuwają powietrze z pudełka i wdmuchują je do pomieszczenia. Małe, światłoszczelne otwory wentylacyjne umożliwiają dopływ powietrza do skrzynek izolacyjnych z kilku punktów i pomagają uniknąć nieprzyjemnego wiatru. W celu sprawdzenia, czy zapewniona jest odpowiednia wentylacja, temperatura wewnątrz skrzynki izolacyjnej (gdy jest zamknięta przez kilka godzin, przy włączonym świetle) powinna być praktycznie identyczna z temperaturą w pomieszczeniu, w którym jest ona przechowywana.</li>
	<li>Oświetlenie: Natężenie światła otoczenia powinno być takie samo we wszystkich klatkach. Umieść pojedynczą lampę w podobnym miejscu nad każdą klatką i zawsze używaj tej samej marki/typu żarówki. Używaj oświetlenia o umiarkowanej intensywności (100-300 luksów) na poziomie klatki. Unikaj zbyt wysokich poziomów oświetlenia, które z większym prawdopodobieństwem spowodują bezpośrednie zmiany w zachowaniu, które można przypisać światłu, a nie systemowi okołodobowemu jako takiemu (np. maskowanie).</li>
	<li>Ciemność/przyćmione czerwone oświetlenie: Jeśli konieczne jest obchodzenie się ze zwierzętami lub leczenie ich w ciemności (np. w ciągłej ciemności lub w nocy), należy używać gogli noktowizyjnych. Alternatywnie, ponieważ system okołodobowy jest stosunkowo niewrażliwy na fale czerwone, można użyć przyciemnionego czerwonego oświetlenia. Określone czerwone światło, którego używasz, powinno zostać przetestowane, aby upewnić się, że nie zmienia aktywności kółka bieżnego (np. maskowania) ani nie dostosowuje zegara okołodobowego (np. nie powoduje przesunięcia fazowego).</li>
</ol>
2. Zbieranie danych (patrz Rysunek 1 - Konfiguracja sprzętowa Vitalview)
<ol>
	<li>Koła jezdne: Średnica i ergonomia koła jezdnego zmienią intensywność użytkowania24. Dlatego używaj mniejszych i lżejszych kół dla myszy, a większych, cięższych kół dla szczurów. Podczas mycia i ponownego montażu kół należy upewnić się, że koła mogą się obracać bez przeszkód, nie "chybotają" i aby mikroprzełączniki nagrywające były aktywowane przy każdym obrocie koła.</li>
	<li>Mikroprzełączniki: Każdy obrót koła jezdnego powinien aktywować mikroprzełącznik magnetyczny lub mechaniczny. Informacje z mikroprzełącznika są przesyłane jednym kanałem i rejestrowane przez komputer, który może z czasem (np. co 2, 5, 6 lub 10 minut) segregować dane.</li>
	<li>Sprzęt komputerowy: Nasze nagrania kół do biegania są wykonywane za pomocą Vitalview, platformy sprzętowo-programowej opracowanej przez Mini Mitter (<a href="http://www.minimitter.com/vitalview_software.cfm" target="_blank">http://www.minimitter.com/vitalview_software.cfm</a>). Istnieją jednak inne platformy nagrywające, takie jak ClockLab, opracowane przez Actimetrics (<a href="http://www.actimetrics.com/ClockLab/" target="_blank">http://www.actimetrics.com/ClockLab/</a>). Obie platformy gromadzą dane z wielu źródeł jednokanałowych (np. pojedynczy mikroprzełącznik uruchamiany przez jedno koło jezdne) w jednym pliku komputerowym. Dane z poszczególnych kanałów mogą być następnie przedstawiane na wykresach i analizowane oddzielnie w późniejszym terminie.</li>
</ol>
3. Zapisy danych
<ol>
	<li>Pliki: Wyżej wymienione platformy oprogramowania mogą być używane do oddzielania pojedynczych kanałów, tak aby dla każdego rekordu koła jezdnego tworzone były indywidualne pliki. Takie dane najlepiej wizualizować i przedstawiać na wykresach za pomocą specjalnie zaprojektowanych programów, takich jak Actiview (Minimitter, Bend, OR), Circadia lub Clocklab (Actimetrics, Wilmette, IL), które mogą tworzyć periodogramy i aktogramy. Jednak pliki jednokanałowe można również otwierać i analizować za pomocą ogólnych programów do obsługi arkuszy kalkulacyjnych, takich jak Excel (Microsoft, Redmond, WA).</li>
	<li>Obliczanie czasu okołodobowego (CT): CT 12 to z definicji początek aktywności kół biegowych u gryzoni prowadzących nocny tryb gryzoni. Równolegle z 24-godzinną dą, zgodnie z konwencją, jeden dzień okołodobowy dzieli się na 24 godziny okołodobowe. W związku z tym, jeśli okołodobowy okres swobodnego biegu wynosi 24 godziny 30 minut, mierzony przez zegar ścienny, CT 0 nastąpi około 12 godzin 15 minut po CT12.</li>
</ol>

<ol><li>Pittendrigh, C. S., Daan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Functional+Analysis+of+Circadian+Pacemakers+in+Nocturnal+Rodents.+V.+Pacemaker+Structure%3A+A+Clock+for+All+Seasons%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">A Functional Analysis of Circadian Pacemakers in Nocturnal Rodents. V. Pacemaker Structure: A Clock for All Seasons.</a> J. Comp. Physiol. 106, 333-355 (1976).</li>
<li>Pittendrigh, C. S., Daan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Functional+Analysis+of+Circadian+Pacemakers+in+Nocturnal+Rodents.+IV.+Entrainment%3A+Pacemaker+as+Clock%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">A Functional Analysis of Circadian Pacemakers in Nocturnal Rodents. IV. Entrainment: Pacemaker as Clock.</a> J. Comp. Physiol. 106, 291-331 (1976).</li>
<li>Pittendrigh, C. S., Daan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Functional+Analysis+of+Circadian+Pacemakers+in+Nocturnal+Rodents.+III.+Heavy+Water+and+Constant+Light%3A+Homeostasis+of+Frequency%3F%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">A Functional Analysis of Circadian Pacemakers in Nocturnal Rodents. III. Heavy Water and Constant Light: Homeostasis of Frequency?</a> J. Comp. Physiol. 106, 267-290 (1976).</li>
<li>Pittendrigh, C. S., Daan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Functional+Analysis+of+Circadian+Pacemakers+in+Nocturnal+Rodents.+II.+The+Variability+of+Phase+Response+Curves%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">A Functional Analysis of Circadian Pacemakers in Nocturnal Rodents. II. The Variability of Phase Response Curves.</a> J. Comp. Physiol. 106, 253-266 (1976).</li>
<li>Pittendrigh, C. S., Daan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Functional+Analysis+of+Circadian+Pacemakers+in+Nocturnal+Rodents.+I.+The+Stability+and+Lability+of+Spontaneous+Frequency%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">A Functional Analysis of Circadian Pacemakers in Nocturnal Rodents. I. The Stability and Lability of Spontaneous Frequency.</a> J. Comp. Physiol. 106, 223-252 (1976).</li>
<li>Ralph, M. R., Foster, R. G., Davis, F. C., Menaker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transplanted+suprachiasmatic+nucleus+determines+circadian+period%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Transplanted suprachiasmatic nucleus determines circadian period.</a> Science. 247, 975-978 (1990).</li>
<li>Moore, R. Y., Eichler, V. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loss+of+a+circadian+adrenal+corticosterone+rhythm+following+suprachiasmatic+lesions+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Loss of a circadian adrenal corticosterone rhythm following suprachiasmatic lesions in the rat.</a> Brain Res. 42, 201-206 (1972).</li>
<li>Stephan, F. K., Zucker, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+rhythms+in+drinking+behavior+and+locomotor+activity+of+rats+are+eliminated+by+hypothalamic+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Circadian rhythms in drinking behavior and locomotor activity of rats are eliminated by hypothalamic lesions.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 69, 1583-1586 (1972).</li>
<li>Abe, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+rhythms+in+isolated+brain+regions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Circadian rhythms in isolated brain regions.</a> J. Neurosci. 22, 350-356 (2002).</li>
<li>Yamazaki, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resetting+central+and+peripheral+circadian+oscillators+in+transgenic+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Resetting central and peripheral circadian oscillators in transgenic rats.</a> Science. 288, 682-685 (2000).</li>
<li>Lamont, E. W., Robinson, B., Stewart, J., Amir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+central+and+basolateral+nuclei+of+the+amygdala+exhibit+opposite+diurnal+rhythms+of+expression+of+the+clock+protein+Period2%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">The central and basolateral nuclei of the amygdala exhibit opposite diurnal rhythms of expression of the clock protein Period2.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 4180-4184 (2005).</li>
<li>Amir, S., Lamont, E. W., Robinson, B., Stewart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+circadian+rhythm+in+the+expression+of+PERIOD2+protein+reveals+a+novel+SCN-controlled+oscillator+in+the+oval+nucleus+of+the+bed+nucleus+of+the+stria+terminalis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A circadian rhythm in the expression of PERIOD2 protein reveals a novel SCN-controlled oscillator in the oval nucleus of the bed nucleus of the stria terminalis.</a> J. Neurosci. 24, 781-790 (2004).</li>
<li>Yoo, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PERIOD2%3A%3ALUCIFERASE+real-time+reporting+of+circadian+dynamics+reveals+persistent+circadian+oscillations+in+mouse+peripheral+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">PERIOD2::LUCIFERASE real-time reporting of circadian dynamics reveals persistent circadian oscillations in mouse peripheral tissues.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 5339-5346 (2004).</li>
<li>Guilding, C., Piggins, H. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenging+the+omnipotence+of+the+suprachiasmatic+timekeeper%3A+are+circadian+oscillators+present+throughout+the+mammalian+brain%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Challenging the omnipotence of the suprachiasmatic timekeeper: are circadian oscillators present throughout the mammalian brain?</a> Eur. J. Neurosci. 25, 3195-3216 (2007).</li>
<li>Boulos, Z., Terman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food+availability+and+daily+biological+rhythms%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci.+Biobehav.+Rev%22%5BJournal%5D)">Food availability and daily biological rhythms.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 4, 119-131 (1980).</li>
<li>Boulos, Z., Rosenwasser, A. M., Terman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feeding+schedules+and+the+circadian+organization+of+behavior+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Feeding schedules and the circadian organization of behavior in the rat.</a> Behav. Brain Res. 1, 39-65 (1980).</li>
<li>Verwey, M., Amir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food-entrainable+circadian+oscillators+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Food-entrainable circadian oscillators in the brain.</a> Eur. J. Neurosci. 30, 1650-1657 (2009).</li>
<li>Davidson, A. J., Poole, A. S., Yamazaki, S., Menaker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Is+the+food-entrainable+circadian+oscillator+in+the+digestive+system%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Is the food-entrainable circadian oscillator in the digestive system?</a> Genes Brain Behav. 2, 32-39 (2003).</li>
<li>Hara, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Restricted+feeding+entrains+liver+clock+without+participation+of+the+suprachiasmatic+nucleus%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Cells%22%5BJournal%5D)">Restricted feeding entrains liver clock without participation of the suprachiasmatic nucleus.</a> Genes Cells. 6, 269-278 (2001).</li>
<li>Damiola, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Restricted+feeding+uncouples+circadian+oscillators+in+peripheral+tissues+from+the+central+pacemaker+in+the+suprachiasmatic+nucleus%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Dev%22%5BJournal%5D)">Restricted feeding uncouples circadian oscillators in peripheral tissues from the central pacemaker in the suprachiasmatic nucleus.</a> Genes Dev. 14, 2950-2961 (2000).</li>
<li>Mrosovsky, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+response+curves+for+social+entrainment%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Phase response curves for social entrainment.</a> J. Comp. Physiol. A. 162, 35-46 (1988).</li>
<li>Cain, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reward+and+aversive+stimuli+produce+similar+nonphotic+phase+shifts%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Reward and aversive stimuli produce similar nonphotic phase shifts.</a> Behav. Neurosci. 118, 131-137 (2004).</li>
<li>Antle, M. C., Mistlberger, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+clock+resetting+by+sleep+deprivation+without+exercise+in+the+Syrian+hamster%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Circadian clock resetting by sleep deprivation without exercise in the Syrian hamster.</a> J. Neurosci. 20, 9326-9332 (2000).</li>
<li>Banjanin, S., Mrosovsky, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preferences+of+mice%2C+Mus+musculus%2C+for+different+types+of+running+wheel%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Anim%22%5BJournal%5D)">Preferences of mice, Mus musculus, for different types of running wheel.</a> Lab Anim. 34, 313-318 (2000).</li>
<li>Verwey, M., Lam, G. Y., Amir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+rhythms+of+PERIOD1+expression+in+the+dorsomedial+hypothalamic+nucleus+in+the+absence+of+entrained+food-anticipatory+activity+rhythms+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Circadian rhythms of PERIOD1 expression in the dorsomedial hypothalamic nucleus in the absence of entrained food-anticipatory activity rhythms in rats.</a> Eur. J. Neurosci. 29, 2217-2222 (2009).</li>
<li>Gooley, J. J., Schomer, A., Saper, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+dorsomedial+hypothalamic+nucleus+is+critical+for+the+expression+of+food-entrainable+circadian+rhythms%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The dorsomedial hypothalamic nucleus is critical for the expression of food-entrainable circadian rhythms.</a> Nat. Neurosci. 9, 398-407 (2006).</li>
</ol>

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Monitorowanie codziennych rytmów aktywności za pomocą kół do biegania jest najczęściej stosowaną i wiarygodną metodą oceny wydajności głównego zegara okołodobowego u gryzoni prowadzących nocny tryb życia. Aktywność związana z bieganiem na kółkach jest jednak tylko jednym z wielu aspektów zachowania i fizjologii, które można stale monitorować. Chociaż zdecydowana większość aktywności kół do biegania ma miejsce w nocy, ponad 30% całkowitego czuwania ma miejsce w ciągu dnia25,26. Inne punkty końcowe można wykorzy...

<table><tbody><tr><td>Karta Vitalview & Programowe</td><td>mini ukośne</td> <td># 855-0030-00</td> <td>(gięcie, OR, USA)</td></tr> <tr><td>DP24 Dataport</td><td>Mini Mitter</td> <td># 840-0024-00</td> <td>(gięcie, OR, USA)</td></tr> <tr><td>QA4-moduł </td><td>mini ukośny</td> <td># 130-0050-00</td> <td>(gięcie, OR, USA)</td></tr> <tr><td>Przełącznik magnetyczny</td><td>Mini Mitter</td> <td># 130-0015-00</td> <td>(gięcie, OR, USA)</td></tr> <tr><td>C-50 Zespół</td><td>Mini Mitter</td> <td># 060-0045-10</td> <td>(Bend, OR, USA)</td></tr><tr><td>Zespół koła jezdnego szczura</td><td>Mini Mitter</td> <td># 640-0700-00</td> <td>(Bend, OR, USA)</td></tr> <tr><td>Wspornik klatki i tacy</td><td>Mini Mitter</td> <td># 640-0400-00</td> <td>(Bend, OR, USA)</td></tr> <tr><td>Użyteczna klatka z wycięciem</td><td>Mini Mitter</td> <td># 664-2154-00</td> <td>(Bend, OR, USA)</td></tr> <tr><td>Podłoga siatkowa do klatki</td><td>Mini Mitter</td> <td># 676-2154-00</td> <td>(Bend, OR, USA)</td></tr> <tr><td>Taca na odpady</td><td>Mini Mitter</td><td>#684-2154-00</td><td>(Bend, OR, USA)</td></tr><tr><td>Obudowa lampy</td><td>Microlites Scientific</td><td>#R-101</td><td>(Toronto, ON, Kanada)</td></tr><tr><td>Lampy fluorescencyjne 4W</td><td>Microlites Scientific</td><td>#F4T5/CW(</td><td>Toronto, ON, Kanada)</td></tr><tr><td>Komory izolacyjne Budowane</td><td></td><td>na zamówienie</td><td>28"H x 20"W x 28"D &#189; " melamina.</td></tr></tbody></table>

rejestracja i analiza rytmów okołodobowych w aktywności kół biegowych u gryzoni

Recording and Analysis of Circadian Rhythms in Running-wheel Activity in Rodents

Gdy gryzonie mają swobodny dostęp do koła do biegania w swojej domowej klatce, dobrowolne korzystanie z tego koła będzie zależało od pory dnia1-5. Nocne gryzonie, w tym szczury, chomiki i myszy, są aktywne w nocy i stosunkowo nieaktywne w ciągu dnia. Wiele innych pomiarów behawioralnych i fizjologicznych również wykazuje rytm dobowy, ale u gryzoni aktywność kół biegowych służy jako szczególnie wiarygodna i wygodna miara wydajności głównego zegara okołodobowego, jądra nadskrzyżowaniowego (SCN) podwzgórza. Ogólnie rzecz biorąc, dzięki procesowi zwanemu porywaniem, dzienny wzorzec aktywności koła biegowego w naturalny sposób dostosuje się do środowiskowego cyklu światło-ciemność (cykl LD; np. 12 godz. - światło: 12 godz. - ciemno). Jednak rytmy okołodobowe są endogennie generowanymi wzorcami zachowań, które wykazują okres ~24 godzin i utrzymują się w ciągłej ciemności. Tak więc, w przypadku braku cyklu LD, rejestracja i analiza aktywności kół biegowych może być wykorzystana do określenia subiektywnej pory dnia. Ponieważ rytmy te są kierowane przez zegar okołodobowy, subiektywna pora dnia jest określana jako czas okołodobowy (CT). W przeciwieństwie do tego, gdy występuje cykl LD, pora dnia, która jest określana przez środowiskowy cykl LD, nazywana jest czasem zeitgebera (ZT).
Chociaż rytmy okołodobowe w aktywności kół biegowych są zazwyczaj powiązane z zegarem SCN6-8, oscylatory okołodobowe w wielu innych obszarach mózgu i ciała9-14 mogą być również zaangażowane w regulację codziennych rytmów aktywności. Na przykład, dzienne rytmy aktywności antycypacyjnej żywności nie wymagają SCN15,16, a zamiast tego są skorelowane ze zmianami aktywności oscylatorów poza-SCN17-20. W ten sposób zapisy aktywności koła biegowego mogą dostarczyć ważnych informacji behawioralnych nie tylko o wyjściu głównego zegara SCN, ale także o aktywności oscylatorów poza-SCN. Poniżej opisano sprzęt i metody wykorzystywane do rejestrowania, analizowania i wyświetlania okołodobowych rytmów aktywności lokomotorycznej u gryzoni laboratoryjnych.

<ol>
	<li>Programy komputerowe: Do generowania aktogramów i obliczania okresu okołodobowego zazwyczaj wykorzystuje się specjalistyczne programy komputerowe. Obejmują one między innymi Actiview (Minimitter, Bend, OR) oraz Circadia.</li>
	<li>Aktogramy: Aktogramy stanowią graficzną ilustrację dobowych wzorców aktywności na kołowrotku. Wyróżnia się aktogramy pojedyncze (oś x = 24 hr) oraz podwójne (oś x = 48 hr). Obie metody przedstawiają kolejne dni od góry do dołu, jednak w aktogramach podwójnych na każdej linii...

Rytmy okołodobowe w dobrowolnej aktywności biegania kołem u ssaków są ściśle powiązane z molekularnymi oscylacjami głównego zegara w mózgu. W związku z tym te codzienne rytmy zachowania można wykorzystać do badania wpływu czynników genetycznych, farmakologicznych i środowiskowych na funkcjonowanie tego zegara okołodobowego.

Rejestracja i analiza rytmów okołodobowych w aktywności kół biegowych u gryzoni

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, ...

Ogólnym celem tej procedury jest monitorowanie rytmu okołodobowego aktywności kół biegowych u gryzoni. Odbywa się to poprzez uprzednie zmontowanie odpowiedniego sprzętu. Następnie skonfigurowane jest specjalistyczne oprogramowanie, które rejestruje aktywność biegową.Z biegiem czasu zarejestrowane dane są przekształcane w gramy ACTO i periodo gramy do analizy. Ostatecznie ciągłe monitorowanie aktywności kół biegowych służy do badania wpływu czynników genetycznych, farmakologicznych i środowiskowych na zegar okołodobowy u gryzoni. Cześć, nazywam się Dr.Michael Ver.Implikacje tej techniki rozciągają się w kierunku diagnozy i terapii wielu schorzeń psychicznych, ponieważ stanom takim jak schizofrenia lub choroba afektywna dwubiegunowa towarzyszą zaburzenia rytmu okołodobowego i snu. Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które dopiero zaczynają korzystać z tej techniki, będą zmagać się z brakiem odpowiedniego sprzętu lub oprogramowania, a także z ogólnym niezrozumieniem tego, co te dane mogą pokazać. Zacznij od ustawienia klatki domowej.Każdy gryzoń powinien być trzymany pojedynczo z wystarczającą ilością miejsca na koło do biegania. Klatki z podłogą siatkową służą do wyeliminowania wszelkich możliwych neofobicznych skutków częstej zmiany pościeli. Mniejsze, lżejsze koła są używane dla myszy, podczas gdy większe, cięższe koła są używane dla szczurów.Każda klatka jest umieszczona w dźwiękoszczelnej skrzynce izolacyjnej. Wiele klatek może być trzymanych razem, jednak klatki umieszczone pojedynczo unikają możliwych zakłóceń spowodowanych otaczającymi zapachami, aby umożliwić odpowiednią wentylację. Każda skrzynka powinna być wyposażona w wentylator, który jest zakapturzony, aby zapobiec przedostawaniu się światła do małego światła.Szczelne otwory wentylacyjne umożliwiają dopływ powietrza do skrzynek izolacyjnych z kilku punktów i pomagają kontrolować przepływ powietrza. Pojedyncze źródło światła powinno być zainstalowane w podobnym miejscu nad każdą klatką, aby zapewnić spójne oświetlenie między skrzynkami izolacyjnymi. W przypadku badań, które wymagają od zwierząt pozostawania w ciemności, pomieszczenie jest najpierw oświetlone przyćmionym czerwonym światłem.Ustaw koło jezdne, które będzie używane w badaniu. Upewnij się, że koło może się swobodnie obracać i nie chwieje. Każde koło jezdne powinno być wyposażone w mikroprzełącznik, który rejestruje każdy obrót.Informacje te wędrują do czterech modułów kontroli jakości, a następnie są przekazywane do portu danych DP 24 i ostatecznie rejestrowane przez komputer wyposażony w kluczowy widok. Następnie załaduj oprogramowanie, które będzie rejestrować dane w tym miejscu. Niezbędni widzowie używają do zbierania danych z wielu źródeł pojedynczego kanału w jednym pliku komputerowym, gdy wszystko jest już poprawnie skonfigurowane.Rozpocznij badanie od umieszczenia wybranego gryzonia w jego klatce domowej. Aktywność zwierząt będzie następnie rejestrowana w czasie po określonym czasie. Specjalnie zaprojektowane programy przekształcają dane na gramy ACTO, które ilustrują dzienny wzorzec aktywności w czasie, oraz periodo gramy, które przeprowadzają analizę spektralną rytmu i obliczają najsilniejszy okres.W tym przykładzie zwierzęta były trzymane w standardowym cyklu jasnej ciemności. W tych warunkach szczur ten stawał się aktywny o tej samej porze każdego dnia, wykazując dokładny 24-godzinny szczyt w periodo gramie. Ten przykład pokazuje zachowanie szczura, który był trzymany w ciągłej ciemności.W tych warunkach szczur był aktywny nieco później każdego dnia. W związku z tym prawa strona dryfowałaby w gramie akto i 24,33-godzinnym szczycie w periodo gramie. Okres swobodnego biegu można również obliczyć ręcznie.Najpierw narysuj linię na początku codziennej aktywności. Następnie oblicz nachylenie w godzinach dziennie, a na koniec dodaj 24 godziny. W tym przypadku obserwuje się arytmiczne wzorce aktywności koła biegowego u szczurów z uszkodzeniami jądra nadcharyzmatycznego umieszczonymi w ciągłej ciemności.Szczur nie wykazuje endogennego rytmu okołodobowego w aktywności koła biegowego. Periodo Graham po prawej stronie potwierdza, że nie ma znaczącego rytmu w zakresie okołodobowym. Warunki oświetleniowe mają silny wpływ na wzorce aktywności kół do biegania.Tutaj szczur jest początkowo trzymany w ciągłej ciemności, co oznacza zacieniona część. W tym stanie szczytowa aktywność przypada na 24,33 godziny. Następnie szczur jest trzymany w stałym świetle pokazanym tutaj.W tym stanie endogenny zegar okołodobowy jest stopniowo zakłócany w ciągu dwóch do trzech tygodni, a szczur staje się rytmiczny w kierunku dolnej części tego grama Acto. W końcu przywrócono normalny 12-godzinny, 12-godzinny cykl jasnej ciemności i przywrócono rytm po jego rozwinięciu. Ta technika utorowała drogę naukowcom badającym rytmy okołodobowe do zbadania właściwości zegara okołodobowego u gryzoni, a po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak mierzyć i analizować te rytmy.

recording-analysis-circadian-rhythms-running-wheel-activity

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Rejestracja i analiza rytmów dobowych w aktywności na kołowrotku u gryzoni

Test rotarod jest wykorzystywany do oceny stanu motorycznego w ruchu chodu u szczurów w modelu hemi-Parkinsona.

Wykorzystanie rotarod jako metody jakościowej analizy chodu u szczura

Opisujemy procedury rejestracji dobowych rytmów aktywności lokomocyjnej Drosophila oraz późniejszej analizy danych. Rytmy aktywności lokomocyjnej są wiarygodnym behawioralnym wskaźnikiem zegarów okołodobowych zwierząt i są wykorzystywane jako standardowy odczyt funkcji zegara podczas badania mutantów okołodobowych lub analizowania wpływu środowiska na regulację systemu okołodobowego.

Oznaczanie aktywności lokomotorycznej w celu badania rytmów okołodobowych i parametrów snu u Drosophila

W niniejszym artykule omówiono metody, które można wykorzystać do określenia funkcji okołodobowej oraz reaktywności na światło u myszy.

Pomiar reakcji okołodobowych i ostrych na światło u myszy z wykorzystaniem aktywności w kołowrotku

Dwa paradygmaty ćwiczeń zostały przetestowane na nowo opracowanym chemicznie indukowanym modelu myszy menopauzalnej, aby zbadać wpływ menopauzy na zdolność do ćwiczeń i adaptację serca do ćwiczeń.

Metoda badania wpływu chemicznie wywołanej niewydolności jajników na wydolność wysiłkową i adaptację serca u myszy

Ćwiczenia mogą łagodzić zaburzenia zachowania związane z chorobami neurodegeneracyjnymi. Badania nad mechanizmami leżącymi u podstaw efektów za pośrednictwem ćwiczeń nasiliły się w modelach chorób, ale neurobiologiczne tło towarzyszące tym chorobom, w szczególności starzenie się, prawdopodobnie nie jest brane pod uwagę.  W tym miejscu ilustrujemy środki zwiększające prawdopodobieństwo udanego paradygmatu ćwiczeń u starszych szczurów.

Osiąganie zgodności z wymuszonymi ćwiczeniami u gryzoni: krytyczny standard oceny wpływu ćwiczeń na zaburzenia i choroby związane ze starzeniem się

Tutaj prezentujemy protokół indukowania anoreksji opartej na aktywności (ABA) u samic dorastających myszy. ABA to stan nadpobudliwości wywołany przez nałożenie ograniczenia pokarmowego na gryzonie mające dostęp do koła do biegania. Zjawisko to jest wykorzystywane jako model do badania neurobiologii leżącej u podstaw jadłowstrętu psychicznego.

Wykorzystanie modelu gryzoni anoreksji opartej na aktywności do badania neurobiologicznych podstaw jadłowstrętu psychicznego

To badanie przedstawia innowacyjny system mobilności zwierząt oparty na kołach do biegania, aby określić ilościowo efektywną aktywność fizyczną u szczurów. Zbudowano przyjazne dla szczurów stanowisko testowe wykorzystujące predefiniowaną adaptacyjną krzywą przyspieszenia, a wysoka korelacja między efektywnym tempem ćwiczeń a objętością zawału sugeruje potencjał protokołu w eksperymentach zapobiegających udarowi.

Innowacyjny mechanizm oparty na kole jezdnym poprawiający wydajność treningu szczurów

Tutaj prezentujemy krok po kroku protokół dla półautomatycznego podejścia do analizy mysich danych z długoterminowej elektrokardiografii (EKG) dla podstawowych parametrów EKG i częstych zaburzeń rytmu serca. Dane są uzyskiwane przez wszczepialne nadajniki telemetryczne u żywych i przytomnych myszy i analizowane za pomocą Ponemah i jego modułów analitycznych.

Analiza długoterminowych zapisów elektrokardiograficznych w celu wykrycia arytmii u myszy

Ta procedura opisuje tłumaczalny model treningu oporu z progresywnym kołem do biegania u myszy. Podstawową zaletą tego modelu treningu oporowego jest to, że jest on całkowicie dobrowolny, co zmniejsza stres dla zwierząt i obciążenie badacza.

Prosty i niedrogi model koła do jazdy do progresywnego treningu oporowego u myszy

Ten protokół opisuje skuteczny model dobrowolnego działania w kółko, który może być zaimplementowany w różnych kontekstach badawczych. W przeciwieństwie do innych modeli uruchamiania dobrowolnego, ta metoda pozwala uniknąć izolacji podczas śledzenia metryk biegania u poszczególnych myszy.

Śledzenie indywidualnych wskaźników biegania u myszy przy użyciu dobrowolnego protokołu uruchamiania koła, który minimalizuje izolację społeczną

Poznaj metodę rejestracji rytmów okołodobowych w aktywności kół biegowych u gryzoni. Technika ta pozwala analizować wpływ czynników genetycznych, farmakologicznych i środowiskowych na zegar biologiczny.

Rejestracja i analiza rytmów okołodobowych w aktywności kół biegowych u gryzoni

Przeglądaj więcej filmów