Name: Procedimento de gravação Polygraphic para medição Sleep in Mice (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-25T19:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: Aprenda a realizar gravação poligráfica de EEG e EMG em camundongos para avaliar estados de sono e vigília. Este método permite correlacionar comportamento e fisiologia em neurociência.

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Agradecemos ao Dr. Larry D. Frye pela ajuda editorial com este manuscrito. Este trabalho foi apoiado pela Sociedade Japonesa para a Promoção de Bolsas de Auxílio à Ciência para Pesquisa Científica 24300129 (para ML), 25890005 (para YO) e 26640025 (para YT), a Organização Nacional de Pesquisa em Agricultura e Alimentos (para YU), a Iniciativa do Centro Internacional de Pesquisa World Premier (WPI) do Ministério da Educação, Cultura, Esportes, Ciência e Tecnologia (para Y.O., Y.T., Y.U. e M.L.) e o Conselho de Nutrição da Nestlé, Japão (para M.L.).

Declaração de Ética: Procedimentos envolvendo indivíduos animais foram aprovados pelo Comitê Institucional Experimentação Animal da Universidade de Tsukuba. 1. Preparação de eletrodos e cabos de EEG / EMG Recordings <ol><li> Prepare eléctrodo de registo de EEG / EMG de acordo com o seguinte procedimento. Nota: O eléctrodo é descartável e pode ser usado somente para um animal. Planejar cuidadosamente a configuração de fiação para todos os conectores. Coloque marcas nos conectores para a orientação correta. <ol><li> Solde cada pino de um cabeçalho de 4 pinos para um fio de aço inoxidável de 2 cm. Em breve, segure uma extremidade do fio para o pino, coloque um ferro de solda quente para o conjunto do fio-pin, e derreter um pouco de solda de solda para garantir que apenas o suficiente corre sem problemas na articulação. Tenha cuidado para não aplicar muita calor para o pino; caso contrário, o plástico em torno dos pinos vai derreter. </li><li> Soldar a extremidade livre de cada um de 2 fios ligados ao cabeçalho pino na cabeçade um parafuso de aço inoxidável de 1,0 mm de diâmetro. Em breve, segure a extremidade livre do fio para o segmento abaixo da cabeça do parafuso, coloque um ferro de solda quente para o conjunto do fio de rosca, e derreter um pouco de solda de solda para garantir que apenas o suficiente corre sem problemas na articulação. Os 2 fios com parafusos servem como eletrodos de registro EEG, enquanto que os 2 fios sem parafusos servir como EMG eletrodos de registro. </li><li> Utilize uma tesoura para retirar 1 mm do isolamento na extremidade dos eléctrodos EMG para aumentar a qualidade do sinal de EMG. </li><li> Completamente cobrir todos os pinos soldados com adesivo epóxi usando uma vara ou dente de madeira palheta fina para reduzir o ruído elétrico durante as gravações EEG / EMG. </li></ol></li><li> Preparar um cabo para a ligação do eléctrodo com o anel de deslizamento, tal como descrito abaixo. Este cabo pode ser reutilizado. <ol><li> Solde cada pino de um conector FFC / FPC 4 pinos com um fio de um cabo plano de 30 cm. Em breve, segure a extremidade descascada do fio para o pino, coloque um ferro de solda quentepara o conjunto do fio-pin, e derreter um pouco de solda para garantir que apenas solda suficiente corre sem problemas na articulação. Nota: Escolha o comprimento do cabo plano que é apropriado para a altura da gaiola animal experimental usado para gravações de EEG / EMG. </li><li> Solda friso tomadas a uma ponta de um dos fios sobre a outra extremidade do cabo chato. Em breve, realizar uma tomada friso para a extremidade livre listrada do fio, coloque um ferro de solda quente para o conjunto do fio-socket, e derreter um pouco de solda para garantir que apenas solda suficiente corre sem problemas na articulação. </li><li> Insira cada tomada em um friso de 4 posições friso habitação. </li><li> Completamente cobrir o friso soquetes com adesivo epóxi usando uma vara ou dente de madeira palheta fina. </li></ol></li></ol> 2. Implantação de eletrodos na cabeça de rato (Duração: Aprox. 20 min) <ol><li> Esterilizar todos os instrumentos cirúrgicos em um esterilizador quente talão antes da cirurgia. Anestesiar um rato do sexo masculino (10 - 20 semanas de idade, 20 - 30 g)com uma injecção intraperitoneal de pentobarbital (50 mg / kg). Depois de verificar que o rato está profundamente anestesiados por beliscar um dedo do pé, raspar o cabelo na cabeça e no pescoço com clippers. </li><li> Mova o mouse para o quadro estereotáxico, e fixar a cabeça entre as 2 barras de ouvido. Aplique vaselina sobre os olhos para prevenir o ressecamento. Limpar a pele raspada com álcool e cortá-la ao longo da linha média com um bisturi para expor o crânio. Clipe da pele para manter a área cirúrgica aberta. </li><li> Utilizando um cortador de carboneto de (tamanho da broca: 0,8 mm de diâmetro), broca 2 furos no crânio, uma sobre a área cortical frontal (1 mm anterior ao bregma, 1,5 mm lateral à linha média) e o outro através da zona parietal ( 1 milímetro anterior à lambda, 1,5 mm lateral a linha média) do hemisfério direito, de acordo com coordenadas estereotáxica de Paxinos e Franklin. 23 </li><li> Usando uma chave de fenda de um joalheiro, aço inoxidável lugar EEG gravação parafusos nos furos e fazer 2 - 2,5 voltas para cada screw para o posicionamento peridural sobre o córtex. Nota: Não insira parafusos demasiado profundas para evitar danos ao tecido cerebral. Verifique se os parafusos estão firmemente fixos no crânio. Isto é importante para ter sinais de EEG estáveis ​​durante um longo período de várias gravações (tipicamente, mais de 1 mês). Parafusos Wiggly produzir artefatos de EEG e pode sair antes do final do calendário experimental. </li><li> Fixe o conjunto do eléctrodo (cf. Seção 1.1, pinos voltados para cima) com cola instantânea ao crânio e cobrir com cimento dental. Faça bilateralmente pequenos orifícios com uma pinça nos (pescoço) trapézio e inserir os fios de aço inoxidável, que servem como eletrodos EMG nos orifícios. Suturar a pele com um fio de seda (0,1 mm de diâmetro) a fim de evitar exposição do músculo. </li><li> Retirar o mouse do quadro estereotáxico. Administrar ampicilina (100 mg / kg) e meloxicam (1 mg / kg) por via intraperitoneal para o rato a fim de evitar a infecção bacteriana e para reduzir a dor pós-cirúrgica, respectivamente. Keep o mouse sobre uma almofada de calor e monitorá-lo até que ele recuperou a consciência suficiente para manter decúbito esternal. Casa do rato individualmente durante a recuperação para evitar a remoção dos eléctrodos por outros animais, e administrar meloxicam (1 mg / kg) por via intraperitoneal no primeiro dia após a cirurgia. </li></ol> 3. Registro e aquisição de EEG / EMG Dados <ol><li> Após um período de recuperação de 1 semana, cada ratinho casa individualmente em uma gaiola experimental colocado numa câmara de registo à prova de som. Manter uma temperatura ambiente de 23 ± 1 ° C e controlar automaticamente ciclos de 12 h de luz-/ 12 horas escuro (luzes acesas às 08:00, a intensidade de iluminação ~ 100 lux). </li><li> Conecte o conjunto de eléctrodos EEG / EMG na cabeça do rato para um cabo de gravação. Assegure-se que o cabo de gravação está ligada a um anel de deslizamento (que é concebido de modo a que os movimentos do rato não são limitados por torção do cabo) e um amplificador de sinal de EEG / EMG. Filtro de EEG / sinais EMG (EEG, 0,5-64 Hz; EMG, 16-64 Hz), digitalizar a uma taxa de amostragem de 128 Hz por um conversor analógico-digital (A / D) e, finalmente, gravar em um computador com o software de gravação de EEG / EMG (&#39;Materiais&#39; mesa, 4 th entrada a partir de baixo). </li><li> Habituar o mouse para 2 - 3 dias na câmara de gravação. Se a gravação EEG / EMG inclui as administrações de drogas intraperitoneal, manusear com cuidado o mouse em cada dia de habituação no momento da administração da droga. </li><li> Posteriormente, iniciar o software de EEG / EMG de gravação (&#39;Materiais&#39; mesa, 4 th entrada de baixo). <ol><li> Selecione a guia &quot;Arquivo de dados de informação&quot; e clique na caixa ao lado do nome do arquivo. Digite um nome de arquivo e clique em &quot;Salvar&quot;. </li><li> Selecione a guia &quot;condições de gravação&quot; e selecione todos os canais de EEG / EMG que serão gravados. </li><li> Selecione a frequência de amostragem (128 Hz), na secção &#39;condição de gravação&#39;. </li><li> Verifique se os canais selecionados são exibidos corretamente no thguia e &#39;As informações do canal &quot;. </li><li> Selecione a guia &#39;Ajuste do timer&#39; e clique em &#39;Monitor&#39; para exibir EEG e EMG. </li><li> Verifique se os sinais de EEG / EMG são exibidos corretamente. </li><li> Selecione a guia &#39;Ajuste do timer &quot;e defina a hora do relógio para o início eo fim da gravação na área de&#39; Main Temporizador &#39;. </li><li> Clique em &#39;Monitor&#39; no separador &#39;Ajuste do timer&#39; para iniciar a gravação. </li></ol></li><li> Gravar sinais de EEG / EMG sob basal (ie., O comportamento de sono / vigília de um rato comportando livremente) e diferentes condições de tratamento (por exemplo., A administração de cafeína ou tratamento simulado) durante vários dias. Eutanásia o rato com uma injecção intraperitoneal de pentobarbital (200 mg / kg) após o último dia do experimento. </li></ol> 4. A pontuação de Estado Comportamental Baseado em EEG / EMG Dados <ol><li> Inicie o software para análise de EEG / EMG (&#39;Materiais&#39; mesa, 4 th entrada da parte inferior). Abra os dados brutos EEG / EMG (arquivo .kcd) produzidos sob a etapa 3. Clique na guia &#39;Sleep&#39; e selecione o tempo Epoch. Select 10 seg. </li><li> Clique na guia &#39;Sleep&#39; e selecione &#39;Multi-screening &quot;para marcar automaticamente todas as épocas 10 seg em 3 fases (ie., NREM e sono REM, e vigília), com base em as amplitudes de EEG e EMG e análise espectral de potência do EEG. 3 </li><li> Clique em &#39;condição FFT para EEG &quot;. </li><li> Defina os parâmetros para a análise espectral de potência [256 pontos de referência (correspondente a 2 segundos do EEG), função de janela Hanning, ea média de 5 espectros por época]. 3 Clique em &#39;OK&#39;. </li><li> Clique em &quot;Iniciar Rastreio» para iniciar a triagem automática. Abra os dados marcados (arquivo .raf). </li><li> Confira os resultados da triagem automática e, se necessário, corrigi-los manualmente com base nos critérios padrão (veja os resultados representativos, Figura 1B e Tabela 1 </strong&gt;). 2, 3 Resumidamente, clique e segure o botão esquerdo do mouse sobre uma época incorretamente marcou e arraste o cursor sobre a seqüência de épocas incorretamente marcou. Solte o botão esquerdo do mouse e selecione o estado comportamental correta na janela pop-up. Nota: Ocasionalmente, épocas na transição entre dois estados vigilantes são difíceis de marcar inequivocamente a um estado. Em tais casos, a época deve ser marcado para o estado aparente e os mesmos critérios devem ser aplicados para épocas semelhantes ao longo da experiência para assegurar a reprodutibilidade dos dados. </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>

Os autores Yujiro Tauguchi e Sayaka Kohtoh são funcionários da Kissei Comtech Co., Ltd, que desenvolve o software SleepSign para aquisição e pontuação automática de dados de EEG/EMG usados neste artigo.

Este protocolo descreve um set-up para gravações de EEG / EMG que permite a avaliação de sono e vigília sob low-noise, condições de custo-eficazes e de alto rendimento. Devido ao pequeno tamanho do conjunto de cabeça de eléctrodo de EEG / EMG, este sistema pode ser combinado com outros implantes para experiências intra-cerebrais, incluindo Optogenetics (implante de fibra óptica) ou, em conjunto com a implantação da cânula simultânea, Microinfusion de drogas no rato cérebro. 31 Além disso, a concepção do conju...

Os avanços técnicos, muitas vezes precipitado saltos quânticos na compreensão dos processos neurobiológicos. Por exemplo, a descoberta de Hans Berger em 1929 que potenciais elétricos gravados a partir do couro cabeludo humano tomou a forma de ondas senoidais, cuja frequência foi diretamente relacionada com o nível de vigília do sujeito, levou a avanços rápidos na compreensão de sono-vigília regulação, tanto em animais e humanos. 1 Para este dia o electroencephlogram (EEG), em conjunto com o eletromiograma (EMG), ie., a atividade elétrica produzida pelos músculos esqueléticos, representa os dados &quot;espinha dorsal&quot; de quase todas as experimental e clínica avaliação que visa correlacionar o comportamento e fisiologia com a actividade de neurónios corticais em comportando animais, incluindo os seres humanos. Na maior parte dos laboratórios de pesquisa de base de sono de EEG estas gravações são efectuadas por utilização de um sistema à base de cabo (Figura 1), em que d adquiridaATA é sujeito fora de linha com o padrão e o espectro de análise [por exemplo., a aplicação de uma transformada de Fourier rápida (FFT)] para determinar o estado de vigilância do objecto a ser gravado. 2, 3 sono consiste de movimento rápido dos olhos (REM) e não-REM (NREM). O sono REM é caracterizado por uma rápida baixa tensão EEG, o movimento dos olhos aleatório, e atonia muscular, um estado em que os músculos estão efetivamente paralisado. Sono REM é também conhecido como o sono paradoxal, porque a actividade cerebral assemelha-se do estado de vigília, enquanto que o corpo é em grande parte desconectada do cérebro e parece estar em sono profundo. Em contrapartida, os neurônios motores são estimulados durante o sono NREM, mas não há nenhum movimento do olho. NREM humano pode ser dividido em 4 etapas, sendo que a fase 4 é chamado de sono profundo ou sono de ondas lentas e é identificado por ondas cerebrais grandes e lentos com atividade delta entre 0,5-4 Hz no EEG. Por outro lado, uma subdivisão entre as fases de sono NREM, em pequenos animais, como os ratos de umaND ratinhos, não foi estabelecida, principalmente porque eles não têm períodos longos de sono consolidado como pode ser visto nos seres humanos. Ao longo dos anos, e com base na interpretação do EEG, vários modelos de regulação do sono-vigília, ambos circuitos ou à base humoral, foram propostos. O neural e bases celulares da necessidade de sono ou, em alternativa, &quot;movimentação do sono,&quot; continua por resolver, mas tem sido conceituada como uma pressão homeostática que constrói durante o período de vigília e é dissipada pelo sono. Uma teoria é que os fatores endógenos somnogenic acumular durante a vigília e que a sua acumulação gradual é a base de sono pressão homeostática. Enquanto a primeira hipótese formal de que o sono é regulado por fatores humorais foi creditado ao trabalho de Rosenbaum publicado em 1892 4, foi Ishimori 5, 6 e Pieron 7 que de forma independente, e mais de 100 anos atrás, demonstrou a existência de produtos químicos para promover o sono. Ambos os pesquisadores propuseram, e de fato provado, que as substâncias hipnogênicos ou &#39;hypnotoxins&#39; estavam presentes no cerebral fluido espinhal (CSF) de cães privados de sono. 8 Ao longo do século passado várias substâncias hipnogênicos putativos adicionais implicados no processo homeostático do sono foram identificados (para revisão, ver ref. 9), incluindo prostaglandina (PG) D 2, 10 citocinas, 11 adenosina, anandamida 12, 13 e o péptido de urotensina II. 14 O trabalho experimental por Economo 15, 16, Moruzzi e Magoun 17, e outros nos resultados produzidos início e meados de século 20 que inspirou teorias baseados em circuitos de sono e vigília e, até certo ponto, ofuscou a teoria humoral então prevalecente de dorme. Até à data, vários &quot;modelos de circuito&quot; têm sido propostas, cada informados por dados de diferentes graus de qualidade e quantidade (para revisão, ver ref. 18). Um modelo, Por exemplo, propõe que o sono de ondas lentas é gerado através da inibição mediada por adenosina da libertação de acetilcolina a partir de neurónios colinérgicos no prosencéfalo basal, uma área constituídos com, principalmente, do núcleo do membro horizontal da banda diagonal de Broca e o inominata substância. 19 Outro modelo popular de regulação do sono / vigília descreve um mecanismo interruptor flip-flop com base em interações mutuamente inibitórios entre os neurônios indutores do sono na área pré-óptica ventrolateral e neurônios indutores de vigília no tronco hipotálamo e cérebro. 18, 20, 21 Além disso, para a comutação de entrada e saída de sono REM, uma interacção mutuamente inibidora semelhante foi proposta para as zonas no tronco cerebral, que é a cinza ventral periaquedutal, tegmento da ponte lateral e núcleo sublaterodorsal. 22 Em conjunto, estes modelos têm provado serem valiosos heurísticas e oferecidas estruturas interpretativas importantes para estudos de pesquisa do sono; no entanto, um yet mais completa compreensão dos mecanismos moleculares e circuitos que regulam o ciclo vigília-sono vai exigir um conhecimento mais completo de seus componentes. O sistema de registo polygraphic detalhado abaixo devem ajudar neste objetivo.

<table><tbody><tr><td>Cabeçalho de 4 pinos</td><td>Hirose</td><td>A3B-4PA-2DSA (71)</td><td></td></tr> <tr><td>Ampicilina</td><td>Meiji Seika</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Conversor analógico-digital</td><td>Contec</td><td>AD16-16U (PCIEV)</td><td></td></tr> <tr><td>Cafeína</td><td>Sigma</td><td>C0750</td><td></td></tr><tr><td>Cortador de carboneto</td><td>Minitor</td><td>B1055</td><td></td></tr><tr><td>Caixa de crimpagem</td><td>Hirose</td><td>DF11-4DS-2C</td><td></td></tr><tr><td>Soquete de crimpagem</td><td>Hirose</td><td>DF11-30SC</td><td></td></tr><tr><td>Cimento dental (Toughron Rebase)</td> Adesivo epóxi de <td>produto</td><td></td><td></td>químico</tr><tr><td></td><td>Miki Konishi</td> <td># 16351</td><td></td></tr><tr><td>Conector FFC / FPC</td><td>Honda Tsushin Kogyo</td><td>FFC-10BMEP1 (B)</td><td></td></tr> <tr><td>Cabo</td><td>plano Hitachi Cable</td><td>20528-ST LF</td><td></td></tr><tr><td>Cola instantânea (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>Amplificador de sinal</td><td>Biotex</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Câmara de gravação do sono</td><td>APL</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Software SleepSign</td><td>Kissei Comtec</td><td>N/A</td><td>para gravação/análise</td></tr> <tr><td>de EEG/EMGAnel deslizante</td><td>Biotex</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Parafuso de aço inoxidável</td><td>Yamazaki</td><td>N/A</td><td>&phi; 1,0 &vezes; 2.0</td></tr><tr><td>fio de aço inoxidável</td><td>Cooner Wire</td><td>AS633</td><td></td></tr></tbody></table>

procedimento de gravação polygraphic para medição sleep in mice

Polygraphic Recording Procedure for Measuring Sleep in Mice

O registro do eletroencefalograma epidural (EEG) e do eletromiograma (EMG) em pequenos animais, como camundongos e ratos, tem sido fundamental para estudar a homeodinâmica e os circuitos de regulação do sono-vigília. Em muitos laboratórios, um sistema de gravação do sono baseado em cabo é usado para monitorar o EEG e o EMG em camundongos que se comportam livremente em combinação com software de computador para pontuação automática dos estados de vigilância com base na análise do espectro de potência dos dados do EEG. Uma descrição deste sistema é detalhada aqui. Parafusos de aço são implantados sobre a área cortical frontal e a área parietal de 1 hemisfério para monitorar os sinais de EEG. Além disso, a atividade EMG é monitorada pela colocação bilateral de fios em ambos os músculos do pescoço. Movimento ocular não rápido (não REM; O sono NREM é caracterizado por ondas cerebrais grandes e lentas com atividade delta abaixo de 4 Hz no EEG, enquanto uma mudança da atividade delta de baixa frequência para um EEG rápido de baixa voltagem na faixa entre 6 e 10 Hz pode ser observada na transição do sono NREM para o REM. Por outro lado, a vigília é identificada por ondas cerebrais de baixa a moderada voltagem no traço de EEG e atividade EMG significativa.

A Figura 1B ilustra exemplos de EEG o rato nos diferentes estados de vigilância. Como mostrado na Tabela 1, são classificados como épocas sono NREM se o EEG mostra ondas cerebrais grandes, com um ritmo lento delta inferior a 4 Hz e o EMG tem apenas uma fraco ou nenhum sinal. Épocas são classificados como sono REM se o EEG mostra ondas cerebrais rápidas de baixa tensão na faixa teta entre 6 e 10 Hz ea EMG apresenta baixa amplitude. Outras...

O registro de eletroencefalograma (EEG) e eletromiograma (EMG) em camundongos com comportamento livre é um passo crítico para correlacionar o comportamento e a fisiologia com o sono e a vigília. O protocolo experimental aqui descrito fornece um sistema baseado em cabo para aquisição de gravações de EEG e EMG em camundongos.

Procedimento de gravação Polygraphic para medição Sleep in Mice

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

O objetivo geral deste procedimento de registro poligráfico é determinar o estado vigilante dos camundongos e medir o tempo gasto em vigília, sono de movimento rápido dos olhos ou sono sem movimento rápido dos olhos. Este método pode ajudar a responder a questões-chave em quase todos os campos da neurociência que buscam correlacionar o comportamento e a fisiologia com a atividade dos neurônios corticais em animais que se comportam. A principal vantagem dessa técnica é que ela pode registrar muitos nódulos, eletroencefalograma e eletromiograma e pode ser combinada com outros implantes cerebrais, como fibras ópticas e cânulas de infusão.A demonstração visual deste método é muito importante porque o implante do eletrodo precisa ser realizado corretamente e a qualidade do eletrodo é extremamente crítica para julgar os estados físicos. Demonstrando o procedimento estará Yohko Takata, um pós-doutorado do meu laboratório. Antes de começar, esterilize todas as ferramentas cirúrgicas em um esterilizador de esferas quentes.Assim que o mouse for confirmado como anestesiado por uma pitada no dedo do pé, raspe o cabelo da cabeça e do pescoço. Em seguida, prenda a casa na estrutura estereotáxica e fixe a cabeça entre as duas barras auriculares. Em seguida, aplique pomada oftálmica nos olhos para evitar o ressecamento.Prossiga com a limpeza da pele raspada com esfoliantes à base de álcool e iodo. Em seguida, corte ao longo da linha média com um bisturi para expor o crânio e prenda a pele ao lado usando clipes para manter a área cirúrgica aberta. Usando um cortador de metal duro com uma broca de 0,8 milímetro, faça dois furos.Faça um orifício sobre a área cortical frontal. Coloque o segundo orifício sobre a área parietal do hemisfério direito. Em seguida, usando uma chave de fenda de joalheiro, aparafuse os parafusos de gravação de EEG de aço inoxidável nos orifícios.Insira os parafusos com apenas duas a duas voltas e meia para obter o posicionamento epidural sobre o córtex. Os parafusos não devem mexer depois de inseridos. Isso é muito importante.Agora, fixe o conjunto do eletrodo com os pinos para cima no crânio. Os eletrodos devem ser fixados diretamente. Use um cotonete para ajudar a proteger a posição do eletrodo e cole o eletrodo usando cianoacrilato seguido de cimento dentário.Em seguida, faça pequenos orifícios no trapézio e insira o eletrodo EMG nesses orifícios. Em seguida, suturar a pele com fio de seda de 0,1 milímetro de diâmetro. Agora, remova o mouse da moldura estereotáxica e coloque-o em uma almofada térmica.Administre ao camundongo injeções intraperitoneais de ampicilina e meloxicam e monitore o camundongo até que ele recupere a decúbito esternal. Em seguida, abrigue o mouse sozinho. Uma semana após o implante dos eletrodos, transfira o camundongo para uma gaiola experimental em uma câmara de gravação à prova de som.Prenda o conjunto do eletrodo EEG/EMG no mouse a um cabo de gravação conectado a um anel coletor. Conecte o cabo conversor AD a um filtro de sinal EEG/EMG amplifier conectado ao anel coletor. Use um conversor AD para converter o sinal em um sinal digital de 128 hertz e, finalmente, grave o sinal em um computador.Habitue o mouse por dois a três dias na câmara de gravação. Se a gravação de EEG / EMG incluir administrações de medicamentos, manuseie suavemente o mouse todos os dias como aqueles em que houve uma administração de medicamentos sendo administrada. Em seguida, inicie o software de gravação de EEG/EMG.Para começar, clique na guia Informações do arquivo de dados e clique na caixa ao lado do Nome do arquivo. Insira um nome de arquivo e clique em Salvar. Em seguida, na guia Condição de gravação, selecione todos os canais EEG/EMG que precisam ser gravados.Além disso, selecione a Frequência de amostragem nesta guia. Agora, na guia Informações do canal, verifique se os canais selecionados são exibidos corretamente. Depois de confirmado, inicie o registro selecionando primeiro a guia Configuração do temporizador.Em seguida, clique em monitor para exibir EEG e EMG. Se os sinais forem exibidos corretamente, defina a hora do relógio para o início e o fim da gravação na área do temporizador principal. Em seguida, clique no botão Monitor para iniciar a gravação.Agora, registre os sinais em condições basais e diferentes condições de tratamento ao longo de vários dias. Quando o experimento terminar, eutanasiar o camundongo com pentobarbital. Inicie o software para análise de EEG/EMG.Abra os dados brutos EEG/EMG, que são um arquivo KCD. Clique na guia Sleep e defina o tempo de época para 10 segundos. Em seguida, selecione Multi-screening para pontuar automaticamente todas as épocas de dez segundos em três estágios com base nas amplitudes do EEG e do EMG e com base na análise espectral de potência do EEG.Em seguida, clique na guia Condição FFT para EEG. Lá, defina os parâmetros para a análise espectral de potência. Use 256 pontos de referência correspondentes a cada dois segundos de EEG, use a função de janela de hamming e use uma média de cinco espectros por época.Em seguida, clique em Ok.Agora, clique em Iniciar triagem para iniciar a triagem automática. Em seguida, abra os dados armazenados, que são salvos em formato de arquivo RAF e verifique os resultados da triagem automática. Conforme necessário, corrija os resultados se eles não atenderem aos critérios padrão.Para fazer uma correção, clique e segure o botão esquerdo do mouse em uma época pontuada incorretamente e arraste o cursor pela sequência de épocas pontuadas incorretamente. Solte o botão esquerdo do mouse e selecione o estado comportamental correto na janela pop-up. Em condições basais, os camundongos exibiram um ritmo circadiano claro de sono-vigília consistente com sua natureza noturna.Durante o período de luz de 12 horas, os camundongos tiveram uma média de 6,7 horas de sono NREM e 0,9 horas de sono REM. Considerando que, durante o período escuro de 12 horas, a vigília foi predominante. Outras medições também foram registradas.Isso incluiu a distribuição da época do sono, suas durações médias e as transições de estágio para cada estado vigilante. Os espectros de potência do EEG para o sono NREM e REM mostram uma forte densidade de potência do EEG na faixa de frequência de 0,5 a quatro hertz para o sono NREM em comparação com uma densidade de potência de seis a 10 hertz para o sono REM. Para avaliar o impacto da cafeína no sono, camundongos C57 black 6 foram tratados com um veículo em um dia e com cafeína no dia seguinte.Injeções intraperitoneais de cafeína foram administradas no início do ciclo de luz. Como esperado, a gravação revelou que a cafeína aumentou a quantidade de vigília nos camundongos. Um aumento de três vezes na vigília ocorreu por três horas após a injeção.Uma vez dominado, o procedimento de implantação do eletrodo pode ser feito em menos de 20 minutos. A pontuação e correção dos dados do EEG por um período de 24 horas pode ser feita em cerca de 30 minutos. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como configurar o registro de eletroencefalograma e eletromiograma em camundongos e como avaliar se e quanto tempo um animal está acordado ou dormindo.

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Fonte: Kodani, S., et.al. Manipulação optogenética de circuitos neurais durante o monitoramento de estados de sono/vigília em camundongos. J. Vis. Exp. (2019)Este vídeo demonstra a manipulação optogenética de circuitos neurais envolvidos na transição do sono para a vigília em camundongos. O procedimento envolve a implantação cirúrgica de uma fibra óptica e eletrodos no cérebro e nos músculos para permitir a estimulação da luz e o registro eletrofisiológico. Ao fornecer luz para ativar canais...

Manipulação optogenética de circuitos neurais para a transição do sono para a vigília em camundongos

Este vídeo demonstra um protocolo para implantar um eletrodo de eletroencefalograma (EEG) e eletromiograma (EMG) em um camundongo anestesiado. O processo envolve prender o mouse em uma estrutura estereotáxica, fazer uma incisão na linha média do crânio, fazer furos para os eletrodos e fixar a unidade de eletrodo para gravação de sinal. Após a recuperação, o comportamento sono-vigília do mouse é analisado usando os sinais registrados.

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