Vi beskriver en høy gjennomstrømming metoden av måler sove med aktivitetsbaserte hjem-buret overvåking. Denne metoden gir fordeler over tradisjonelle EEG-baserte metoder. Det er også godkjent for fastsettelse av totale søvn varighet og kan være et kraftig verktøy å dataskjerm sove på gnager modeller for menneskelig sykdom.
Tradisjonelt overvåkes søvn av en EEG (EEG). EEG studier i gnagere krever kirurgisk implantering av elektrodene etterfulgt av en lang restitusjonsperiode. For å utføre en EEG opptak, er dyret koblet til en mottaker, opprette en unaturlig tether til hode-montere. EEG overvåking er tidkrevende, bærer risikoen til dyret, og er ikke en helt naturlig innstilling for måling av søvn. Alternative metoder for å oppdage søvn, spesielt i en høy gjennomstrømming mote, vil sterkt fremme innen sleep forskning. Her beskriver vi en godkjent metode for påvisning av søvn via aktivitetsbaserte hjem-buret overvåking. Tidligere studier har vist at søvn vurdert via denne metoden har en høy grad av avtalen med søvn definert av tradisjonelle EEG-baserte tiltak. Mens denne metoden er godkjent for totalt sove tid, er det viktig å merke seg at søvn bout varighet bør vurderes av en EEG som har bedre midlertidig løsning. EEG kan også skille mellom REM (REM) og REM søvn, gi flere detaljer om nøyaktig hva søvn. Aktivitetsbaserte søvn vilje kan likevel brukes analysere flere dager uforstyrret søvn og vurdere søvn som svar på en akutt hendelse (som stress). Her viser vi kraften i dette systemet å oppdage responsen fra mus til daglig intraperitoneal injeksjoner.
Søvn har viktige funksjoner for restaurering av kroppen og hjernen etter daglig byrden av våkenhet1. Det har vist at søvn spiller en rolle i minnet oppbevaring og generell hjernen plastisitet1. EEG er gull standard å oppdage sove2. Gnagere krever EEG overvåking kirurgisk implantering av elektroder festet til en hode-montere, hvoretter dyr trenger en periode å gjenopprette2. Etter oppgangen, dyret er knyttet til innspillingen enheten og er gitt en annen periode habituering2. På grunn av disse nødvendige periodene i utvinning og habituering, EEG er tidkrevende og arbeidskrevende og rimelig kan ikke utføres på stor skala. I tillegg bærer den kirurgiske prosedyren av elektroden implantasjon en iboende risiko til dyret. Endelig er dataanalyse for scoring søvn i EEG studier også svært arbeidskrevende. Et alternativ, ikke-invasiv, høy gjennomstrømming metode for søvn overvåking vil sterkt hjelpe gnager sleep forskning.
En aktivitet-hjem-buret overvåking systemet brukes til å oppdage søvn adresser begrensningene for EEG studier. Enkel forutsetningen er at en inaktiv dyr er sannsynlig en sovende dyret. Det har vært vist at 40 s kontinuerlig inaktivitet (binned i 10 s epoker) er et pålitelig mål søvn målt med en EEG (vist å ha 88-94% avtalen)3. Hjem-buret overvåkingssystemer kan brukes å studere store grupper av dyr med minimal oppstillingstid. Vi har vist at det tar dyr ca en dag for å venne til personlige boliger i hjem-buret overvåking system4 i motsetning til ukene av utvinning trengs for EEG studier2. I tillegg finner også noen oppsett fysiologiske parametre som kjernen kroppstemperatur, hjertefrekvens, aktivitet og fôring. Temperatur og puls bestemmes fra implantering av en liten sender. Disse parametrene kan gi mer informasjon om musen og kan brukes parallelt med søvn innspillingen for ytterligere å legge til vår forståelse av søvn og hvordan det påvirkes.
Mens det er et kraftig verktøy, er det noen begrensninger på hvilke typer data som kan erverves fra aktivitetsbaserte hjem-buret overvåking. EEG studier kan skille mellom REM og ikke – REM søvn, som kan være viktig for en dypere forståelse av søvn arkitektur. Aktivitetsbaserte hjem-buret overvåkingssystemer kan bare gi data for totalt søvn varighet. I tillegg selv om utdata for aktivitetsbaserte hjem-buret overvåking gir informasjon om søvn bout varighet, vurdere ikke vi nøyaktig bout varighet på grunn av iboende begrensning av 40 s intervaller3. Til tross for disse begrensningene gir hjem-buret overvåking av søvn varighet et viktig biologiske mål som kan påvirke mange nedstrøms faktorer inkludert dyrets helse og atferd5.
Aktivitetsbaserte hjem-buret overvåking har blitt brukt til å oppdage søvn i mange studier indikerer dens allsidighet. Vi sitere en prøve av disse studiene4,6,7,8,9,10,11,12. I tillegg metoden presentert, finnes det andre måter å oppdage søvn via aktivitetsbaserte overvåking, hver inneholder sin egen begrensninger13,14. Noen av disse studiene undersøke lengre uavbrutt søvn (72 h) mens noen undersøke søvn i blokker på 24 timer. I denne studien presenterer vi sove analyse for hver 24-timers periode etter svaret daglige intraperitoneal (IP) injeksjoner og periodiske bur endringer i en musemodell av skjøre X syndrom (Fmr1 KO mus). Vi valgte Fmr1 KO mus fordi de har redusert sove4 og er antatt for å være hyper-reaktive til sensoriske informasjonen15. Våre data markere muligheten til å registrere endringer i søvnmønster som svar på en trykk begivenhet. Denne metoden er ideell for å få generell informasjon om søvn i store kohorter av mus. Metoden kan være nyttig for å forstå effekten av konkrete genetiske endringer på søvn, effekten av farmakologiske behandlinger eller svar på hendelser, for eksempel en stressor. I tillegg gir metoden en enkel måte å screening på svar før du iverksetter mer involvert studier.
Her presenterer vi en noninvasive, høy gjennomstrømming metode for fastsettelse av søvn varighet basert på aktivitetsovervåking i hjem-buret. Denne metoden for vurdering av total sove tid er validert mot EEG studier3. Aktivitetsbaserte hjem-buret overvåking er enkel, noninvasive og gjelder befolkningsstudier i stort antall dyr. Det er begrenset i at det ikke kan gi detaljert informasjon om søvn (slik som sove bout varighet og søvn stadier).
Fallgruver til denne …
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne ønsker å erkjenne NIH Fellows redaksjonsrådet for redaksjonell bistand. Denne forskningen ble finansiert av Intramural forskningsprogrammet av NIMH (ZIA MH00889). RMS ble også støttet av FRAXA doc..
Comprehensive Lab Animal Monitoring System (CLAMS) | Columbus Instruments | Equipment and software to analyze sleep duration | |
Captisol Research Grade | Captisol | RC-0C7-100 | Captisol for dissolving hydrophobic compounds |
30 G BD Needle 1/2 inch | BD | 305106 | Needle for injections |
BD Disposable Syringes | Fisher | 14-823-30 | Syringes for injections |
B6.129P2-Fmr1tm1Cgr/J | Jackson Labs | 3025 | Fmr1 KO mice |
Super Mouse 750 Mouse Cage | Lab Products, Inc. | Homecages for the mice | |
SANI-Chips Bedding | PJ Murphys | Bedding for the mice |