Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Neuroscience

تسجيل وتحليل إيقاعات الساعة البيولوجية في تشغيل عجلة النشاط في القوارض

doi: 10.3791/50186 Published: January 24, 2013

Summary

إيقاعات الساعة البيولوجية في تشغيل عجلة الطوعية النشاط في الثدييات تقترن بإحكام إلى التذبذبات الجزيئية من ساعة ماجستير في الدماغ. على هذا النحو، يمكن استخدام هذه الإيقاعات اليومية في السلوك لدراسة تأثير العوامل الوراثية، الدوائية، والبيئية على سير عمل هذه الساعة اليومية.

Abstract

عندما القوارض الدخول مجانا إلى عجلة دوارة في قفص وطنهم، والاستخدام الطوعي لهذه العجلة تعتمد على الوقت من اليوم 1-5. القوارض ليلية، بما في ذلك الفئران، الهامستر، والفئران، وتنشط أثناء الليل وغير نشطة نسبيا خلال النهار. العديد من التدابير السلوكية والفيزيولوجية أيضا يحمل إيقاعات اليومية، ولكن في القوارض، تشغيل عجلة النشاط بمثابة مقياس موثوق للغاية ومريحة لإخراج على مدار الساعة الإيقاعية الرئيسية، ونواة suprachiasmatic (SCN) من منطقة ما تحت المهاد. بشكل عام، من خلال عملية تسمى الرائعة entrainment، فإن نمط اليومية للتشغيل عجلة النشاط محاذاة بشكل طبيعي مع دورة ضوء الظلام البيئية (LD دورة، على سبيل المثال 12 ساعة ضوء: 12 ساعة الظلام). يتم إنشاء التطور الطبيعي ايقاعات كل يوم ولكن في أنماط السلوك الذي يحمل ~ فترة ساعة 24، وتستمر في الظلام المستمر. وهكذا، في حال عدم وجود دورة LD، يمكن تسجيل وتحليل تشغيل عجلة النشاطأن تستخدم لتحديد الوقت شخصي من اليوم. لأن يتم توجيه هذه الإيقاعات من الساعة اليومية يشار إلى شخصي الوقت من اليوم إلى الساعة البيولوجية حيث أن الوقت (CT). في المقابل، عندما دورة LD موجودا، ويسمى الوقت من اليوم الذي تم تحديده من قبل دورة LD البيئية الوقت zeitgeber (ZT).

على الرغم من أن ترتبط عادة إيقاعات الساعة البيولوجية في إدارة عجلة النشاط إلى الساعة SCN 6-8، يمكن أيضا مؤشرات التذبذب اليومية في العديد من المناطق الأخرى من الدماغ والجسم 9-14 أن تشارك في تنظيم إيقاعات النشاط اليومي. على سبيل المثال، ايقاعات يومية في الغذاء الاستباقي النشاط لا تتطلب SCN 15،16 وبدلا من ذلك، ترتبط مع التغيرات في نشاط خارج SCN مؤشرات التذبذب 17-20. وهكذا، يمكن تشغيل التسجيلات عجلة النشاط تقديم معلومات السلوكية مهم ليس فقط عن إخراج سيد مدار الساعة SCN، ولكن أيضا على نشاط خارج SCN مؤشرات التذبذب. نحن أدناه descrمكتب التربية الدولي للمعدات والطرق المستخدمة لتسجيل وتحليل وعرض الإيقاعية ايقاعات النشاط الحركي في القوارض المختبر.

Protocol

1. الحيوان الإسكان

  1. القفص: من أجل تسجيل النشاط تشغيل عجلة من القوارض الفردية، كل قفص ينبغي إيواء القوارض واحد وتشغيل عجلة. لأنه لا يمكن اعتبار عجلات تشغيل شكل من أشكال التخصيب، ينبغي لجميع القوارض في أي دراسة مماثلة الحصول على عجلة دوارة.
  2. التغييرات الفراش: التعامل مع الحيوانات، وكذلك التغيرات في أقفاص أو الفراش يمكن أن يكون غير ضوئي جميع الآثار المترتبة على ايقاعات كل يوم 21-23، كذلك، مع الأرضيات-أقفاص سلكية هي مثالية لأنها تقلل اتصال مع الحيوان. وعلى الرغم من توافر مثل هذا النظام صينية، ينبغي تجنب التغييرات الفراش خلال المراحل الحرجة من تجربة. وتشمل البدائل استخدام الأسرة أطول أمدا، والتي من شأنها أن تسمح لمزيد من التغييرات قفص نادرة، أو أقفاص تغيير على جدول زمني شبه عشوائي.
  3. صناديق العزل: يجب أن تبقى في صناديق أقفاص العزلة التي هي الصوت الموهن، وعلى ضوء المشتركntrolled، وجيد التهوية. اعتمادا على حجم وتكوين صناديق العزل، فإن عدد من الأقفاص داخل كل مربع تتراوح عادة من 1-8. عندما يأوي أقفاص متعددة في مربع العزلة واحد، وينبغي للمرء أن يكون على علم بأن الروائح المختلفة والأصوات القادمة من الحيوانات الأخرى يمكن أن يكون لها آثار على سلوك التباس الساعة البيولوجية للحيوانات الفردية. لتجنب هذه المشاكل، ينبغي للمرء أن محاولة منزل واحد في قفص مربع العزلة.
  4. التهوية: تدفق الهواء الكافي لا بد من جعل صناديق بيئة منزلية مريحة للقوارض. ينبغي أن مروحة في كل مربع يكون مقنع، وذلك لمنع الضوء من خارج منطقة الجزاء من الوصول إلى الداخل. أيضا، ويمكن لعشاق إزالة عادة الهواء من منطقة الجزاء، وتهب عليه في الغرفة. ضوء صغير محكم الفتحات سماح للهواء بالدخول خانات بمعزل عن عدة نقاط، وتساعد على تجنب النسائم غير مريحة. من أجل التحقق من وجود التهوية الكافية، ودرجة الحرارة داخل منطقة الجزاء العزلة (عندماينبغي مغلقة لعدة ساعات، مع أضواء على) تكون مطابقة تقريبا لدرجة الحرارة في الغرفة حيث يقع ذلك.
  5. الإضاءة: شدة الضوء البيئية ينبغي أن تكون هي نفسها في جميع الأقفاص. ترتيب ضوء واحد في مكان مماثل فوق كل قفص، ودائما استخدام نفس العلامة التجارية / النوع من لمبة. استخدام الإضاءة المعتدلة الشدة (100-300 LUX) على مستوى القفص. تجنب الإضاءة مستويات عالية بشكل مفرط، والتي هي أكثر عرضة لإنتاج تغييرات مباشرة على السلوك يعزى إلى النور بدلا من نظام الساعة البيولوجية، في حد ذاته (مثل الأقنعة).
  6. الظلام / الإضاءة الحمراء خافت: إذا كان من الضروري للتعامل مع أو علاج الحيوانات في الظلام (على سبيل المثال في الظلام ليلا أو دائم)، ينبغي استخدام نظارات للرؤية الليلية. بدلا من ذلك، لأن النظام غير حساس نسبيا الإيقاعية لموجات الحمراء، يمكن استخدام الإضاءة الخافتة الحمراء. وينبغي اختبار ضوء أحمر محددة تستخدمها لضمان عدم ALTER تشغيل عجلة النشاط (اخفاء مثلا) أو ضبط الساعة اليومية (مثل إنتاج مرحلة التحول).

2. جمع البيانات (انظر الشكل 1 - Vitalview تكوين الأجهزة)

  1. تشغيل عجلات: إن قطر وبيئة العمل من عجلة دوارة تغيير مقدار استخدام 24. وبالتالي، استخدم عجلات أصغر وأخف بالنسبة للفئران، وعجلات أكبر أثقل بالنسبة للفئران. عند غسل وإعادة تركيب التوربينات، تأكد من أن العجلات تدور قادرون على دون عائق، لا "تمايل"، والتي يتم تفعيلها التسجيل والمفاتيح الدقيقة من قبل كل بدوره للعجلة.
  2. والمفاتيح الدقيقة: كل ثورة يجب تفعيل عجلة دوارة مغناطيسي أو الميكانيكية الدقيقة التبديل. تبث المعلومات من التبديل الجزئي عبر قناة واحدة وسجلت من قبل كمبيوتر التي يمكن أن بن البيانات على مر الزمن (مثلا كل 2، 5، 6، أو 10 دقيقة).
  3. أجهزة الكمبيوتر: لدينا runniمصنوعة NG-عجلة التسجيلات مع Vitalview، والأجهزة والبرامج التي وضعتها منصة ميتر البسيطة ( http://www.minimitter.com/vitalview_software.cfm ). ومع ذلك، هناك منصات أخرى مثل تسجيل ClockLab، التي وضعتها Actimetrics ( http://www.actimetrics.com/ClockLab/ ). كل المنابر تجميع البيانات من مصادر أحادية القناة كثيرة (على سبيل المثال واحدة التبديل الجزئي تفعيلها من خلال تشغيل عجلة واحدة) في ملف كمبيوتر واحد. ويمكن بعد ذلك بيانات من القنوات الفردية يمكن رسوم بيانية وتحليلها بشكل منفصل في وقت لاحق.

3. تسجيلات البيانات

  1. الملفات: يمكن استخدام منصات البرمجيات المذكورة أعلاه لفصل قنوات واحدة بحيث يتم إنشاء ملفات فردية لكل سجل تشغيل عجلة. هذه البيانات هي أفضل تصور ورسوم بيانية مع designe خصيصاد برامج مثل Actiview (Minimitter، بيند، OR)، Circadia، أو Clocklab (Actimetrics، يلميت، IL) التي يمكن ان تنتج كل periodograms وactograms. ومع ذلك، يمكن أيضا واحد قناة الملفات يمكن فتح وتحليلها باستخدام برامج جداول البيانات العامة مثل Excel (مايكروسوفت، ريدموند، واشنطن).
  2. حساب الوقت الساعة البيولوجية (CT): CT 12 هو، بحكم التعريف، بداية من تشغيل عجلة النشاط في القوارض ليلية. بالتوازي مع اليوم على مدار 24 ساعة، من خلال اتفاقية، هو كسر يوم واحد 24 ساعة في الساعة البيولوجية الساعة البيولوجية. وفقا لذلك، إذا كان الإيقاعية حرة تعمل فترة 24 ساعة هو 30 دقيقة قياسا على ساعة الحائط، وسوف تحدث 0 CT حوالي 12 ساعة 15 دقيقة بعد CT12.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

  1. برامج الكمبيوتر: وعادة ما تستخدم برامج الكمبيوتر المتخصصة في توليد actograms وحساب فترة الإيقاعية. وتشمل هذه البرامج، ولكن لا تقتصر على، Actiview (Minimitter، بيند، OR) وCircadia.
  2. Actograms: Actograms توفير التوضيح البياني للأنماط اليومية للتشغيل عجلة النشاط. هناك واحد تآمر (محور س = 24 ساعة) ومزدوجة تآمر-(محور س = 48 ساعة) actograms. أيام متتابعة مؤامرة كلتا الطريقتين من أعلى إلى أسفل، ولكن نقرا مزدوجا تآمر actograms مؤامرة يومين في كل سطر أفقي. على وجه التحديد، انقر نقرا مزدوجا تآمر actograms إظهار "اليوم الثاني" في أقصى اليسار من كل سطر، وكذلك في بداية السطر الأفقي الثاني، وهلم جرا. انقر نقرا مزدوجا بالتآمر مفيد بشكل خاص لتصور ساعة إيقاعات غير-24.
  3. Periodogram: هي التي شيدت A periodogram من التحليل الطيفي للنشاط عجلة دوارة مع مرور الوقت. Periodograms إظهار الأسرى النسبيةويشيع استخدام إيه لمجموعة من فترات محددة مسبقا، وتحديد فترة حرة تعمل.
  4. النتائج: في المختبر، ويعيش عادة تحت القوارض دورة مدتها 24 ساعة LD. في ظل هذه الظروف إيقاع النشاط هو مجرور، بحيث يتم محاذاة نمط اليومية للتشغيل عجلة النشاط مع الدقيقة 24 دورة LD ساعة. في الشكل 2A، وانقر نقرا مزدوجا تآمر actogram على اليمين ويبين النشاط تشغيل عجلة من الفئران التي أصبحت نشطة في نفس الوقت كل يوم، بعد فترة وجيزة تحولت الأضواء من البيئة. وperiodogram على اليمين يظهر ذروة قوية في 24 ساعة، بما يتفق مع الرائعة entrainment إلى 24 دقيقة دورة LD ساعة. الشكل 2B يوضح استخدام عجلة دوارة من الفئران التي تم إيواؤهم في الظلام المستمر. في هذه الحالة، حدث بداية اليومية للتشغيل عجلة النشاط في وقت لاحق قليلا كل يوم، وخلق اليمين "الانجراف". هذا اليمين "الانجراف" إلى أن فترة الذاتية الإيقاعية أكبر ثاN 24 ساعة، ولكن هذا هو قمة في periodogram يحدد مقدار هذه الفترة. وفقا لperiodogram، لوحظ أن الطاقة القصوى في 24،33 ساعة. وعلى النقيض من تحليل periodogram الآلي، ويوضح الشكل 3 طريقة لحساب يدويا الفترة حرة تعمل باستخدام وقت بداية تشغيل عجلة النشاط. من المهم أن ندرك أن حساب مدة من جهة، وحساب ذلك مع periodogram قد تسفر عن نتائج مختلفة قليلا.
    يمكن أن تتعطل أنماط اليومية للتشغيل عجلة النشاط في عدة طرق. الشكل 4 يوضح نمط من عدم اتساق نبضات القلب تشغيل عجلة النشاط، التي تنتجها الآفة كهربائيا من SCN. قدمت هذا النوع من التجربة بعض الأدلة الأولى التي تحتوي على SCN "سيد" الساعة اليومية 7،8. وperiodogram على الحق تؤكد عدم اتساق نبضات القلب هذا النمط من النشاط من خلال إظهار انخفاض القوة مكافئ لجميع الفترات في نطاق الإيقاعية (20-30 ساعة). وcircadويمكن أيضا إيان نمط تشغيل عجلة استخدام الفئران أن تعطلت بسبب السكن في ضوء ثابت. الشكل 5 يظهر actogram من الفئران المعرضة بشكل تسلسلي للعديد من ظروف الإضاءة التي سبق وصفها. أولا، كان يضم الفئران في الظلام المستمر وعرضت نشاط عجلة دوارة إيقاع حوالي 24،33 ساعة. الثانية، كان يحتفظ ضوء البيئية على ويضم الفئران في بيئة الضوء ثابتة. ومن المعروف الضوء المستمر على مدار الساعة لتعطيل SCN القاعدة وإنتاج أنماط من عدم اتساق نبضات القلب تشغيل عجلة النشاط، على غرار الآفة SCN. هذا الاضطراب من الضوء، ولكن يحدث تدريجيا على مدى 2-3 أسابيع. لذلك، عندما يتم تحليل السجل تشغيل عجلة بعد 3 أسابيع الأولي في ضوء المستمر، وperiodogram لا تسفر عن الذروة. وأخيرا، في المرحلة الثالثة وضعت مرة أخرى على الفئران ساعة 12: 12 ساعة دورة LD والنشاط عجلة دوارة إيقاعات استرداد على الفور تقريبا.
    كمية التوالي، والوقت من اليوم أنه OCالأوغاد، ويمكن أيضا أن يتلاعب بها العوامل البيئية. على سبيل المثال، إذا صام القوارض وإعطاء وجبة المقيدة زمنيا كل يوم، وهذا الجدول الزمني للتغذية مقيد حمل نوبة يوميا من الغذاء الاستباقي النشاط. ويطلق عليه "استباقية" لأنه يحدث قبل وصول وجبة يوميا، والواضح خاصة عندما يتم إعطاء وجبة في منتصف النهار، وهو الوقت الذي القوارض ليلية غير نشطة نسبيا. على سبيل المثال، إذا توفر تجربة وجبة واحدة كل يوم ساعة 2، يمكن إضافة المواد الغذائية إلى القفص في ZT 4 (4 ساعة بعد تشغيل أضواء) وإزالتها في ZT 6 (2 ساعة في وقت لاحق). وعلاوة على ذلك، والأسلاك شبكة الأرضيات في أقفاص هو أيضا من المفيد لهذا النوع من التجارب لأنه يجعل من المستحيل على الفئران لإخفاء المواد الغذائية وتخزينها في وقت لاحق، وبالتالي ضمان أن الفئران هي في الواقع جميع المواد الغذائية المستهلكة في تناول الطعام المقررة. وأخيرا، واحدة من المزايا الرئيسية لتسجيل النشاط دقيقة تشغيل عجلة هو أنه يتيح للارتباطليكون هذا بين ادارة عجلة النشاط والتذبذبات اليومية في التعبير عن الساعة البيولوجية على مدار الساعة في جميع أنحاء التعبير الجيني الدماغ والجسم.
  5. المزالق الشائعة:
    1. منصات ضبط العديد من البرامج تلقائيا لتغييرات التوقيت الصيفي. عند إجراء تجربة في وقت تغييرات التوقيت سنويا، تأكد من إيقاف تشغيل هذا الخيار في برنامج تسجيل وكذلك نظام التشغيل برامج الحاسوب. وهذا ينبغي أن يساعد على تجنب ضمانة الاختلافات بين تسجيل ودورة الضوء الخارجي.
    2. لتكون قادرة على التحقق من التناقضات في البيانات أو التغيرات غير المتوقعة في السلوك، والحفاظ على ملف نصي مع الوقت والتاريخ الدقيق من كل مربع فتح، وتغذية وسقي، والتغيرات الفراش، والتلاعب التجريبية، وغيرها من أي خلل قد يحدث. وينبغي أيضا بداية ونهاية دقيقة أوقات تسجيل البيانات تجدر الإشارة في هذا الملف.
    3. من المهم أن تحقق دائما من أن الأضواء وتشغيل وإيقاف تشغيل علىر مرات المتوقعة. يمكن أن يحدث العديد من المشاكل، بما في ذلك انقطاع التيار الكهربائي ومحترقة المصابيح الكهربائية. وقد تم تجهيز بعض منصات تشغيل عجلة مع أجهزة استشعار للضوء، ولكن البعض الآخر لا تحقق ظروف الإضاءة.

الشكل 1
الشكل 1. تكوين الأجهزة Vitalview يبدأ تشغيل عجلة القوارض، الذي يهدف إلى تنشيط التبديل الجزئي مع كل ثورة. هذه المعلومات ثم ينتقل إلى وحدات QA4 ويتم ترحيل إلى منفذ بيانات DP24 وأخيرا يتم تسجيلها من قبل الكمبيوتر Vitalview التجهيز. الكمبيوتر يلخص تشغيل عجلة الثورات من كل قناة كل 10 دقيقة، ويمكن النظر إلى هذه البيانات في وقت لاحق بوصفها actogram أو periodogram. اعتمادا على كيفية يتم تعيين تضيء، يمكن التحكم فيها عن بعد إما من قبل نفس Vitalviewمجهزة تجهيزا الكمبيوتر أو عن طريق توقيت الجدار شراؤها من أي متجر للالكترونيات.

الشكل 2
الشكل 2 actograms الممثل وperiodograms للفئران ويستار الذكور يضم في ساعة 12: 12 ساعة LD دورة (A) وثابت في الظلام (B). انقر نقرا مزدوجا تآمر actograms (العمود الأيسر) توضيح ظروف الإضاءة على طول الجزء العلوي، 48 ساعة من تشغيل عجلة النشاط على طول محور X، وأيام متتابعة مؤامرة من أعلى إلى أسفل. Periodograms (العمود الأيمن) إجراء التحليل الطيفي على البيانات عجلة دوارة موضح في actograms. الشكل 1A يوضح سلوك الفئران التي تم إيواء تحت دورة مدتها 24 ساعة LD. في ظل هذه الظروف الفئران تصبح نشطة في نفس الوقت كل يوم، والتي تبين دقيق على مدار 24 ساعة الذروة في periodogram. 1B الشكل يوضح سلوك الفئران التي تم إيواؤهم في الظلام المستمر. تحت تسا ه الظروف كانت الفئران النشطة في وقت لاحق قليلا كل يوم، وبالتالي الانجراف نحو اليمين في actogram و24،33 ساعة الذروة في periodogram.

الشكل 3
ويمكن أيضا الشكل 3. الفترة يمكن استقراء باليد. رسم أول خط من أفضل تناسب يعتمد على بداية النشاط اليومي (خط أحمر). حساب المنحدر المقبل في ساعة / يوم، وتذكر أنه إذا كان الإيقاع هو <24 ساعة المنحدر ستكون قيمة سالبة، وأخيرا إضافة 24 ساعة. هذا الإجراء سوف يوفر تقدير الفترة الإيقاعية لهذا الحيوان. في هذه الحالة، 4 أيام hr/10 تشير إلى أن هذا الحيوان أصبح نشطا في وقت لاحق حوالي 0.4 ساعة كل يوم (0،4 ساعة المنحدر / يوم). ولذلك، فإن فترة ما يقرب من 24،4 الإيقاعية ساعة (أو حوالي 24 ساعة ودقيقة 24). أي تلاعب ومن المقرر أن CT يتطلب وفقا لفترة حرة تعمل لجعل التنبؤ الدقيق لCT.

الأنف والحنجرة "FO: المحافظة على together.within صفحة =" دائما "> الشكل 4
والشكل 4. الآفات كهربائيا من SCN إنتاج أنماط من عدم اتساق نبضات القلب تشغيل عجلة النشاط. في هذه الحالة يقع على الفئران تحت جنح الظلام المستمر و، لأنه قد تم lesioned "سيد" الساعة اليومية، والفئران لم تظهر إيقاع الساعة البيولوجية الداخلية في إدارة عجلة النشاط. وperiodogram على الحق تؤكد عدم وجود إيقاع كبير في مجموعة الإيقاعية.

الشكل 5
ظروف الإضاءة الشكل 5. لها آثار قوية على أنماط النشاط تشغيل عجلة القيادة. في هذا السجل، ويقع في البداية الفئران تحت جنح الظلام المستمر (DD)، ويشار إليه ب الجزء المظلل من المحضر. تحت هذا conditiعلى، على مدار الساعة الإيقاعية يقود إيقاع الساعة البيولوجية في إدارة عجلة النشاط مع فترة من 24،33 ساعة، كما هو موضح من قبل periodogram (أعلى يمين). المقبل، ويقع على الفئران تحت ضوء ثابت (LL)، والرمز بواسطة الجزء الأبيض من actogram. تحت هذا الشرط هي التي عطلت على مدار الساعة الإيقاعية المحلية تدريجيا على مدى 2-3 أسابيع، وكما هو موضح من قبل periodogram (يمين الوسط) في الفئران يصبح عدم اتساق نبضات القلب. وأخيرا، فإن العادي 12 ساعة: أعيد 12 ساعة دورة LD وتمت استعادة إيقاع النشاط تشغيل عجلة مع إيقاع دقيقة على مدار 24 ساعة كما هو موضح من قبل periodogram (أسفل اليمين).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

رصد إيقاعات النشاط اليومي باستخدام عجلات تشغيل هو الأسلوب الأكثر استخداما وموثوق بها لتقييم مخرجات رئيسية على مدار الساعة اليومية في القوارض ليلية. عجلة النشاط الأمد، ومع ذلك، هو واحد فقط من العديد من جوانب السلوك وعلم وظائف الأعضاء التي يمكن رصدها بشكل مستمر. على الرغم من أن الغالبية العظمى من تشغيل عجلة النشاط يحدث أثناء الليل، أكثر من 30٪ من إجمالي اليقظة تحدث أثناء النهار 25،26. ويمكن استخدام نقاط النهاية الأخرى لتقييم ايقاعات كل يوم، بما في ذلك النهج النشاط العام الغذاء بن والشرب، والنوم، ودرجة حرارة الجسم. وبالتالي، وفقا لطبيعة الدراسة، قد الباحثون عدة في وقت واحد تسجيل الإيقاعات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

Acknowledgments

فإن الكتاب أود أن أنوه الجوائز المرتبات والمنح والمعدات، والصناديق العاملة من فون دي لا سانتيه بحوث كيبيك EN (FRSQ)، الكندي معاهد للبحوث الصحية (CIHR)، والعلوم الطبيعية والهندسة مجلس البحوث كندا (NSERC)، وجامعة كونكورديا برنامج كراسي البحث (CRUC)، وكذلك ردود الفعل مدروس على هذه المخطوطة من الدكتور جين ستيوارت.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Vitalview Card & Software Mini Mitter #855-0030-00 (Bend, OR, USA)
DP24 Dataport Mini Mitter #840-0024-00 (Bend, OR, USA)
QA4-Module Mini Mitter #130-0050-00 (Bend, OR, USA)
Magnetic Switch Mini Mitter #130-0015-00 (Bend, OR, USA)
C-50 Cable assembly Mini Mitter #060-0045-10 (Bend, OR, USA)
Rat running wheel assembly Mini Mitter #640-0700-00 (Bend, OR, USA)
Cage and tray support Mini Mitter #640-0400-00 (Bend, OR, USA)
Useable cut away cage Mini Mitter #664-2154-00 (Bend, OR, USA)
Grid floor for cage Mini Mitter #676-2154-00 (Bend, OR, USA)
Waste tray Mini Mitter #684-2154-00 (Bend, OR, USA)
Lamp housing Microlites Scientific #R-101 (Toronto, ON, Canada)
4W Fluorescent lamps Microlites Scientific #F4T5/CW (Toronto, ON, Canada)
Isolation chambers Custom built 28"H x 20"W x 28"D ½" Black Melamine.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Cite this Article

Verwey, M., Robinson, B., Amir, S. Recording and Analysis of Circadian Rhythms in Running-wheel Activity in Rodents. J. Vis. Exp. (71), e50186, doi:10.3791/50186 (2013).More

Verwey, M., Robinson, B., Amir, S. Recording and Analysis of Circadian Rhythms in Running-wheel Activity in Rodents. J. Vis. Exp. (71), e50186, doi:10.3791/50186 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter