Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Neuroscience

הקלטה וניתוח של מקצבי יממה בריצת גלגל פעילות במכרסמים

doi: 10.3791/50186 Published: January 24, 2013

Summary

מקצבי יממה בהתנדבות גלגל ריצת פעילות ביונקים הם מצמידים בחוזקה לתנודות המולקולריות של שעון ראשי במוח. ככזה, מקצבים יומיים אלה בהתנהגות יכולים לשמש כדי לחקור את ההשפעה של גורמים גנטיים, תרופתיים וסביבתיים על התפקוד של השעון הביולוגי הזה.

Abstract

כשמכרסמים יש גישה חופשיה לגלגל ריצה בכלוב ביתם, שימוש ברצון של גלגל זה יהיה תלוי בשעה ביום 1-5. מכרסמים ליליים, כולל חולדות, אוגרים ועכברים, הם פעילים בלילה ופעיל יחסית בשעתי היום. מדדים התנהגותיים ופיסיולוגיים רבים אחרים גם תערוכת מקצבים יומיים, אבל במכרסמים, פעילות גלגל הריצה משמשת כמדד אמין במיוחד ונוח של הפלט של השעון ראשי היממה, גרעין suprachiasmatic (SCN) של ההיפותלמוס. באופן כללי, בתהליך הנקרא היטמעות, הדפוס היומי של פעילות גלגל הריצה באופן טבעי ליישר עם המחזור הסביבתי אור הכהה (מחזור LD; למשל 12 שעות אור: 12 שעות כהות). עם זאת מקצבי יממה נוצרים endogenously דפוסי התנהגות שמפגינים ~ תקופה של 24 שעות, ולהתמיד בחשכה מתמדת. לפיכך, בהיעדר מחזור LD, ההקלטה והניתוח של פעילות ריצת גלגל יכוליםניתן להשתמש כדי לקבוע את הזמן של יום סובייקטיבי. בגלל מקצבים אלה בבימויו של שעון היממה בזמן של יום סובייקטיבית שמכונה זמן היממה (CT). לעומת זאת, כאשר מחזור LD הוא הווה, הזמן של היום שנקבע על ידי מחזור LD הסביבתי נקרא זמן zeitgeber (ZT).

למרות מקצבי יממה בפעילות הרצת גלגל מקושרים בדרך כלל לשעון SCN 6-8, מתנדים יממה באזורים רבים אחרים במוח והגוף 9-14 יכולים גם להיות מעורבים בוויסות של מקצב פעילות יומית. למשל, מקצבים יומיים בפעילות מזון של ציפייה אינם דורשים SCN 15,16 ובמקום זאת, מתואמים עם שינויים בפעילות של מתנדים-SCN נוסף 17-20. לכן, הקלטות פעילות גלגל הריצה יכולות לספק מידע התנהגותי חשוב לא רק על הפלט של שעון SCN האדון, אלא גם על פעילותם של מתנדים-SCN נוסף. להלן descrIBE הציוד ושיטות המשמשות להקלטה, לנתח ולהציג מקצב פעילות של תנועה ביממת מכרסמי מעבדה.

Protocol

1. שיכון בעלי חיים

  1. קייג': על מנת להקליט את פעילות הרצת ההגה של מכרסם פרט, כל כלוב צריך לשכן מכרסם יחיד והרצת גלגל. מכיוון שניתן נחשבים לסוג של העשרת גלגלי ריצה, כל המכרסמים בכל מחקר צריכים להיות גישה דומה לגלגל ריצה.
  2. שינויי מצעים: טיפול בבעלי חיים, כמו גם שינויים בכלובים או מצעים יכולים כולם יש השפעות חד photic על מקצבי יממה 21-23, ולכן, כלובים עם רשת ריצוף הם אידיאליים כי הם להפחית את המגע עם בעלי החיים. על אף הזמינות של מגש מערכת כזו, שינויי מצעים יש להימנע בשלבים קריטיים של ניסוי. חלופות כוללות משתמשות במצעי קיימא-ארוך יותר, שייאפשרו לשינויי כלוב נדירים יותר, או כלובים המשתנים על לוח זמנים של פסאודו אקראי.
  3. קופסות בידוד: כלובים צריכים להישמר בקופסות הבידוד שהקול נחלש, אור שיתוףntrolled, ומאוורר היטב. בהתאם לגודל והתצורה של תיבות הבידוד, מספר הכלובים בתוך כל תיבה יהיה בדרך כלל נע 1-8. כשמאכסן את הכלובים מרובים בתיבת בידוד יחידה, אחד צריך להיות מודע לכך שריחות וצלילים שונים המגיעים מבעלי חיים אחרים יכולים להיות השפעה מבלבלת על התנהגות היממה של בעלי חיים בודדים. כדי להימנע מבעיות אלה, צריך לנסות כדי לשכן כלוב אחד לכל תיבת בידוד.
  4. אוורור: זרימת אוויר נאותה היא הכרחית כדי להפוך את תיבות סביבת בית נוחה למכרסמים. האוהד בכל תיבה צריך להיות מכוסה, כדי למנוע מאור מחוץ לקופסה מלהגיע פנימה. כמו כן, אוהדים יהיו בדרך כלל להסיר את האוויר מהתיבה ולפוצץ אותו לתוך החדר. פתחי אור קטנים הדוקים מאפשרים לאוויר להיכנס בתיבות הבידוד ממספר נקודות, ולעזור כדי למנוע רוחות לא נוחות. כדי לוודא כי קיים אוורור מתאים, הטמפרטורה בתוך תיבת הבידוד (כשסגור לכמה שעות, עם האורות הדולקים) צריך להיות כמעט זהה לטמפרטורה בחדר שבו הוא שוכן.
  5. תאורה: עוצמת אור סביבתית צריכה להיות זהה בכל הכלובים. סידור אור יחיד במיקום דומה מעל כל כלוב, ותמיד להשתמש באותו המותג / סוג של נורה. השתמש בתאורה בעצימות בינונית (100-300 לוקס) ברמת כלוב. הימנע מרמות תאורה גבוהות מדי, שיש סיכוי גבוהים יותר כדי לייצר שינויים ישירות על התנהגות מיוחסים לאור ולא במערכת הביולוגית, כשלעצמה (למשל מיסוך).
  6. חושך / תאורה אדומה עמומה: אם יש צורך לטפל או לטפל בבעלי חיים בחושך (למשל בחושך קבוע או לילה), משקפי ראיית הלילה אמורים לשמש. לחלופין, משום שהמערכת הביולוגית היא רגישה יחסית לאורכי גל אדום-, תאורה אדומה עמומה ניתן להשתמש. האור האדום הספציפי שאתה משתמש בה צריך להיבדק כדי לוודא שאינו Alteפעילות r הרצת גלגל (מיסוך למשל) או להתאים את שעון היממה (למשל לייצר פאזה).

2. איסוף נתונים (ראה איור 1 - תצורת חומרת Vitalview)

  1. ריצת גלגלים: הקוטר והנדסת האנוש של גלגל הריצה יהיה לשנות את כמות השימוש 24. לפיכך, שימוש בגלגלים קטנים וקלים לעכברים, וגלגלים כבדים יותר גדולים לחולדות. בעת שטיפה והתקנה מחדש גלגלים, לוודא שהגלגלים יכולים להסתובב בלא הפרעה, לא "לנענע", ושמייקרו מתגי ההקלטה מופעלים על ידי כל תור של הגלגל.
  2. מייקרו מתגים: כל מהפכה של גלגל הריצה צריכה להפעיל מתג מייקר מגנטי או מכאני. מידע ממתג מייקרו מועבר דרך ערוץ אחד ונרשם על ידי מחשב אשר יכול פח את הנתונים לאורך הזמן (למשל כל 2, 5, 6, או 10 דקות).
  3. חומרת מחשב: runniהקלטות ng גלגלים נעשות עם Vitalview, חומרה ופלטפורמת תוכנה שפותחה על ידי המיני Mitter (http://www.minimitter.com/vitalview_software.cfm). עם זאת, ישנן פלטפורמות הקלטה אחרות כגון ClockLab, שפותח על ידי Actimetrics (http://www.actimetrics.com/ClockLab/). שני הפלטפורמות להביא יחד נתונים ממקורות רבים ערוצים בודדים (מתג מייקר אחת מופעל על ידי גלגל ריצה אחת לדוגמה) לקובץ מחשב בודד. נתונים מערוצים בודדים אז יכולים להיות בגרף ונתחו בנפרד במועד מאוחר יותר.

3. קלטות נתונים

  1. קבצים: פלטפורמות התוכנה שהוזכרו לעיל יכולים לשמש כדי להפריד את ערוצים בודדים, כך שקבצים בודדים נוצרים עבור כל רשומת הרצת גלגל. נתונים אלה הם דמיינו טובים ביותר וגרף עם designe במיוחדתוכניות ד כגון ActiView (Minimitter, בנד, OR), Circadia, או Clocklab (Actimetrics, ילמט, אילינוי) אשר יכול לייצר כל periodograms וactograms. עם זאת, קבצי ערוצים בודדים יכולים להיות גם פתחו ונותחו באמצעות תוכניות גיליון אלקטרוני כלליות כגון Excel (מיקרוסופט, רדמונד, וושינגטון).
  2. חישוב זמן יממה (CT): 12 CT הוא, מעצם הגדרתה, תחילתה של פעילות גלגל ריצה במכרסמים ליליים. במקביל ליום 24 השעות, למוסכמות, ליום 1 יממה מחולק לשעתי יממה 24. בהתאם לכך, אם תקופת היממה חופשיה הריצה היא 30 דקות 24 שעות, כפי שנמדד על ידי שעון הקיר, CT 0 יתרחשו כ 12 15 דקות לאחר שעת CT12.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

  1. תוכנות מחשב: תוכנות מחשב מיוחדות המשמשות בדרך כלל בדור של actograms וחישוב תקופת יממה. תוכניות אלה כוללות, אך לא מוגבלות, לActiView (Minimitter, בנד, או) וCircadia.
  2. Actograms: Actograms מספק המחשה חזותית של התבניות היומיות של פעילות ריצת גלגל. יש חד זמם (ציר x = 24 שעות) וכפול זמם (ציר x = 48 שעות) actograms. שני שיטות ימי עלילה רציפות מלמעלה עד למטה, אבל העלילה כפולה זממה actograms ימים על כל שורה אופקית. באופן ספציפי, כפול זמם actograms להראות "היום השני" בקצה הימני של כל שורה, כמו גם בתחילתו של הקו האופקי השני, וכן הלאה. זומם כפול שימושי במיוחד כדי להמחיש מקצבי hr הלא-24.
  3. Periodogram: periodogram בנוי מניתוח ספקטרלי של פעילות גלגל הריצה לאורך זמן. Periodograms להראות שבויים היחסייםאה למגוון תקופות שנקבעו מראש, ומשמשים בדרך כלל כדי לקבוע את התקופה ללא ריצה.
  4. תוצאות: במעבדה, מכרסמים, בדרך כלל, שוכנים תחת מחזור של 24 שעות LD. בתנאים אלה קצב הפעילות הוא entrained, כך שהדפוס היומי של פעילות ריצת גלגלים מיושר עם המחזור המדויק 24 השעות LD. באיור 2A, כפול זמם actogram מהשמאל מראה את פעילות הרצת ההגה של עכברוש שהיה פעיל באותו הזמן בכל יום, רגע אחרי שהאורות הסביבתיים, היו כבוי. Periodogram מהימין מציג שיא חזק ב24 שעות, עולה בקנה אחד עם entrainment למחזור מדויק 24 שעות LD. התרשים 2B מדגים את השימוש בגלגל הריצה של עכברוש ששכן בחשכה מתמדת. במקרה זה, תחילת פעילות היומית של הרצת גלגל התרחשה מעט מאוחר יותר בכל יום, יצירה "להיסחף" ימינה. "להיסחף" ימינה זה מעיד כי בתקופת היממה אנדוגני גדולה than 24 שעות, אבל זה השיא בperiodogram שמכמת תקופה זו. לדברי periodogram, הכח המרבי שנצפה בשעה 24.33. בניגוד לניתוח periodogram האוטומטי, איור 3 מדגים שיטה ידנית על מנת לחשב את התקופה חופשיה הריצה באמצעות זמן תחילת פעילות הרצת גלגל. חשוב להבין שחישוב התקופה ביד וחישובו עם periodogram עשויה להניב תוצאות שונות במקצת.
    דפוסי פעילות היומיים של הרצת גלגל יכולים להשתבש בכמה דרכים. איור 4 מדגים דפוס אחיד של פעילות גלגל הריצה, המיוצר על ידי נגע אלקטרוליטי של SCN. סוג זה של ניסוי ספק חלק מהראיות הראשונות שהכיל SCN שעון "אדון" יממת 7,8. Periodogram בצד ימין מאשר דפוס אריתמטי פעילות זה על ידי הצגת כוח שקול נמוך לכל התקופות במגוון הביולוגי (20-30 שעות). Circadדפוס איאן שימוש הרצת גלגל גם יכול להיות מופר על ידי חולדות דיור באור קבוע. איור 5 מראה actogram מחולדה נחשפה ברצף לכמה מתנאי התאורה שתוארו לעיל. ראשית, העכברוש שכנה בחשכה מתמדת והציג קצב פעילות גלגל ריצה של כ 24.33 שעות. שנית, האור הסביבתי המשיך והעכברוש שכנה בסביבת אור קבועה. אור קבוע ידוע לשבש את שעון SCN המבוסס ולייצר דפוסים אחידים של פעילות ריצת גלגל, בדומה לנגע ​​SCN. הפרעה זו על ידי אור, לעומת זאת, מתרחשת בהדרגה במשך 2-3 שבועות. לכן, כאשר שיא הרצת הגלגל מנותח לאחר 3 שבועות הראשונים באור קבוע, periodogram אינו נכנע לשיא. לבסוף, בשלב השלישי החולדה החזירה על 12 שעות: 12 שעות LD מחזור ואת מקצב פעילות גלגל הריצה לשחזר כמעט באופן מיידי.
    הכמות של ריצה, ואת השעה ביום זה OCמוג לב, יכול גם להיות שהופעל על ידי גורמים סביבתיים. לדוגמה, אם מכרסמים הם צמו וקבלו ארוחה זמנית מוגבלת בכל יום, לוח זמני האכלה מוגבל זה לגרום התקף יומי של פעילות מזון של ציפייה. זה נקרא "מקדים" משום שהיא מתרחשת לפני הגעתו של הארוחה היומית, וברור במיוחד כאשר הארוחה ניתנת באמצע היום, זמן שבו מכרסמים ליליים הם פעילים יחסית. לדוגמה, אם ניסוי מספק ארוחת שעות 2 אחת בכל יום, אוכל ניתן להוסיף לכלוב בZT 4 (4 שעות אחרי כיבוי אורות מופעלים) והוציא בשעת 6 ZT (2 שעות מאוחר יותר). יתר על כן, ריצוף רשת תיל בכלובים הוא גם יתרון עבור סוג זה של ניסוי כי זה עושה את זה בלתי אפשרי לחולדות להסתיר מזון ולאחסן אותו לשימוש מאוחר יותר, ובכך להבטיח שהעכברים הוא למעשה גוזלים את כל האוכל בזמן הארוחה שנקבע. לבסוף, אחד היתרונות העיקריים של הקלטת פעילות מדויקת הרצת גלגל הוא שהיא מאפשרת למתאםזה שיש להבחין בין פעילות הרצת גלגל ותנודות יומיות בביטוי של ביטוי גני שעון יממה בכל המוח והגוף.
  5. מלכודות נפוצות:
    1. פלטפורמות תוכנה רבות להתאים באופן אוטומטי לשעון קיץ שינויים בזמן. בעת ביצוע ניסוי בזמן שינויים בזמן בשנה, להיות בטוח אפשרות זו מבוטלת בתוכנת הצריבה כמו גם את תוכנת מערכת ההפעלה של המחשב. אמצעי הגנה זה אמור לעזור למנוע פערים בין ההקלטה ומחזור האור החיצוני.
    2. כדי שתוכל לבדוק את ההבדלים בנתונים או שינויים בלתי צפויים בהתנהגות, לשמור קובץ טקסט עם התאריך והשעה המדויקת של כל פתיחת תיבה, מאכיל ומשקה, שינויי מצעים, מניפולציות ניסוייות, וכל שיבוש אחר שעלול להתרחש. ההתחלה ושל הקלטת הנתונים לסוף המדויקת צריכות גם לציין בקובץ זה.
    3. חשוב לבדוק באופן קבוע שאורות הכיבוי והדלקהלא את הזמנים הצפויים. בעיות רבות יכולות להתרחש, לרבות הפסקות חשמל ונשרף נורות. כמה פלטפורמות הרצת גלגלים מצוידות בחיישני אור, אבל אחרים לא בודקים תנאי תאורה.

איור 1
איור 1. תצורת חומרת Vitalview מתחיל עם גלגל מכרסם ריצה, שנועד להפעיל מתג מייקרו עם כל מהפכה. מידע זה לאחר מכן עובר לQA4 מודולים ומועבר לdataport DP24 ולבסוף נרשם על ידי מחשב Vitalview המאובזר. המחשב מסכם מהפכות גלגל ריצה מכל ערוץ כל 10 דקות; נתונים אלה ניתן לצפות מאוחר יותר כactogram או periodogram. תלוי איך את האורות מוגדרות, הם יכולים להיות בשליטה מרחוק או על ידי אותו Vitalviewמצויד מחשב או על ידי מוני הקיר נרכשו מכל חנות אלקטרוניקה.

איור 2
איור 2 actograms הנציג וperiodograms לחולדות זכרי Wistar שוכנו ב12 שעות:. LD מחזור 12 שעות () ובחושך קבוע (B). פעמים זממו actograms (עמודה שמאלית) להמחיש את תנאי התאורה בחלק העליון, 48 שעות של פעילות גלגל הריצה לאורך ציר ה-X, וימים עוקבים עלילה מלמעלה למטה. Periodograms (עמודה ימנית) לבצע ניתוח ספקטרלי על נתוני גלגל הריצה המודגמת בactograms. איור 1 א 'ממחיש את התנהגותו של עכברוש ששכן במחזור של 24 שעות LD. בתנאים אלה העכברוש הופך לפעיל באותו הזמן בכל יום, מראה שיא שעות מדויקת 24 בperiodogram. 1B האיור ממחיש את התנהגותו של עכברוש ששכן בחשכה מתמדת. תחת thes תנאי דואר החולדה היו פעיל מעט מאוחר יותר בכל יום, ולכן הסחף ימינה בactogram ושיא 24.33 שעות בperiodogram.

איור 3
איור 3. תקופה גם ניתן להסיק ביד. ראשון מושך קו הכי תתאים מבוססים על ההופעה היומית של פעילות (קו אדום). הבא לחשב את השיפוע בשעות / יום, זכור כי אם הקצב הוא <24 שעתי המדרון יהיה ערך שלילי, ולבסוף מוסיף 24 שעות. הליך זה יספק אומדן תקופת היממה שלבעלי החיים. במקרה זה, 4 ימים hr/10 עולים כי בעלי החיים הופכים להיות פעילים כ 0.4 שעות מאוחר יותר בכל יום (שיפוע 0.4 / יום שעה). לכן, תקופת צירקדי היא כ 24.4 שעות (או כ 24 שעות ו 24 דקות). כל מניפולציה שמתוכננת לפי CT דורשת תקופת ההרצה חופשיה לעשות חיזוי מדויק של CT.

אף אוזן הגרון "fo: לשמור-together.within עמודים =" תמיד "> איור 4
איור 4. נגעים אלקטרוליטי של SCN יהיו לייצר דפוסים אחידים של פעילות ריצת גלגל. במקרה זה העכברוש שוכן מתחת לחשכה מתמדת ו, כי שעון "האדון" היממה כבר פצוע, בחולדה מצליחה להראות מקצב צירקדי אנדוגני בפעילות הרצת גלגל. Periodogram בצד ימין מאשר שאין קצב משמעותי במגוון הביולוגי.

איור 5
איור 5. תנאי תאורה יש השפעה חזקה על דפוסי פעילות של ריצת גלגל. באלבום הזה, החולדה תחילה שוכנה מתחת לחשכה תמידית (DD), כפי שכונה על ידי החלק המוצל של הרשומה. תחת conditi זהב, שעון היממה מניע מקצב צירקדי בפעילות גלגל ריצה עם תקופה של 24.33 שעות, שמוצג על ידי periodogram (ימין למעלה). בשלב בא, העכברוש שוכן תחת אור קבוע (LL), כפי שכונה על ידי החלק הלבן של actogram. תחת תנאי זה שעון יממת אנדוגני מופר בהדרגה במשך 2-3 שבועות, וכפי שמוצג על ידי periodogram (מימין באמצע) העכברוש הופך קצב לא סדיר. לבסוף, 12 שעות הרגילות: מחזור 12 שעות LD הוחזרה וקצב פעילות הרצת הגלגל שוחזר בקצב שעה מדויק כפי שמוצג על ידי 24 periodogram (למטה מימין).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ניטור מקצב פעילות יומי באמצעות גלגלי ריצה הוא שיטה הנפוצה ביותר והאמינה להערכת התפוקה של שעון היממה השנייה במכרסמים ליליים. פעילות גלגל ריצה, לעומת זאת, היא רק אחד מהיבטים רבים של התנהגות ופיזיולוגיה שניתן לנטר באופן רציף. למרות שהרוב המכריע של פעילות ריצת גלגל מתרחש במהלך הלילה, מעל 30% מהערות המוחלטת מתרחשים במהלך 25,26 בשעתי היום. נקודתי קצה אחרות ניתן להשתמש כדי להעריך את קצב יממה, כוללים פעילות, גישות כלליות אוכל לפח, שתייה, שינה, וטמפרטורת גוף. לכן, בהתאם לאופיו של המחקר, חוקרים עשויים לרשום כמה מקצבים בו זמנית.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

Acknowledgments

המחברים מבקשים להודות פרסי שכר, מענקי ציוד והפעלת קרנות מFonds de la המשוכלל ונדיר en סנטה קוויבק (FRSQ), מכון קנדי ​​לחקר בריאות (CIHR), מדעי הטבע והנדסת מועצת המחקר של קנדה (NSERC), ותכנית אוניברסיטת קונקורדיה מחקר הכיסאות (CRUC), כמו גם המשוב מתחשב בכתב היד הזה מד"ר ג'יין סטיוארט.

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).
הקלטה וניתוח של מקצבי יממה בריצת גלגל פעילות במכרסמים
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