Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Kronik uykusuzluk Mouse aracılığıyla yumuşak kauçuk sersemler

Published: October 11, 2018 doi: 10.3791/58150

Summary

Biz nerede müfettişler yavaşça fare uyku davranış gözlenen her zaman eşya nazik işleme olarak bilinen bir uyku yoksunluğu tekniği tarif. Bu yöntem araştırmacılar Kronik uyku kısıtlama geliştirme boyunca gelecek beyin fizyolojisi ve davranış olabilir etkileri çalışmaya olanak sağlayan güçlü bir araçtır.

Abstract

Uyku uygun geliştirme ve nöral plastisite için önemlidir. Ayrıca, anormal uyku düzeni birçok nörogelişimsel bozukluklar özelliği vardır. Eğitim nasıl Kronik uyku kısıtlama geliştirme sırasında yetişkin davranışını etkileyebilir nörogelişimsel bozukluklarının davranışsal belirtiler ortaya çıkması anlayışımızı ekleyebilirsiniz. Uyku zorla hareket, sürekli bozulma, sunu bir caydırıcı uyarıcı veya elektrik çarpması da dahil olmak üzere Rodents sınırlamak için kullanılan birçok yöntem olmakla birlikte, bu yöntemlerin çoğu çok stresli ve neonatal farelerde kullanılamaz. Burada, yumuşak taşıma, kronik boyunca geliştirme ve yetişkinlik içine uyku kısıtlama elde etmek için kullanılabilir bir uyku yoksunluğu teknik açıklayın. Nazik işleme uyku yoksunluğu süresi boyunca farelerin yakın gözlem içerir ve her ne zaman onlar etkin değildir veya uyku ile ilişkili davranışları görüntülemek yavaşça hayvanlar eşya araştırmacı gerektirir. EEG kayıtları ile birleştiğinde, nazik işleme seçime bağlı olarak uyku hızlı göz hareketleri (REM) uyku gibi belirli bir aşaması bozmaya kullanılabilir. Nazik işleme tekniği çok uykusuzluk için kullanılan daha stresli yordamlar circumvents Kronik uyku kısıtlama yenidoğan farelerde bile etkileri çalışma için güçlü bir araçtır.

Introduction

Uyku nöronal plastisite ve synapse oluşumu ve eleme sırasında beyin geliştirme1,2kritik bir rol oynamaktadır. Özellikle, Hızlı göz hareketleri (REM) uyku her iki güçlendirilmesi belirli sinapslarda ve sinaptik budama2ile istikrarlı sinaptik devreleri kurma esastır. Farmakolojik uyku yoksunluğu erken yaşamda birçok fizyolojik ve davranışsal açıkları3,4' e yol açar. Ek olarak farmakolojik uyku yoksunluğu, diğer formları gibi sürekli titriyor, uykusuzluk, zorla hareket veya itici bir uyarıcı sunumunu yetişkinlik sırasında farklı depresyon benzeri belirtiler ile ilişkili olmuştur sinir harekete geçirmek desen ve uyku zaman ve uyku süreklilikte bir iyileşme döneminde yoksunluğu5,6,7takip sırasında değişiklikleri. Uyku kronik fareler üzerinde beş hafta geliştirme sırasında sınırlı zaman davranış açıkları uyku kurtarma8ay takip tespit edildi. Birlikte ele alındığında, bu çalışmalar yenidoğan kemirgen uykusunda bozulma daha sonra uyku düzeni, beyin fonksiyonu ve davranışını etkileyebilir öneririz. Uyku insanlarda, otistik spektrum bozukluğu, tüberoz skleroz kompleksi, kırılgan X sendromu ve dikkat eksikliği/hiperaktivite gibi nörogelişimsel bozuklukları olan birçok hasta normal beyin gelişimi için önemini vurgulama Bozukluğu, uyku düzeni davranış açıkları1çeşitli ek olarak rapor anormallikleri.

Anormal uyku düzeni ile ilgili olan nörogelişimsel bozukluklar sayısı göz önüne alındığında, beyin fonksiyonu ve davranış uyku eksikliği nasıl etkilediğini anlamak önemlidir. Ancak, veri rağmen bu uyku önemi geliştirme, sınırlamak veya hayvan yetişkin odaklanarak uyku mahrum çoğu metodolojileri sırasında destekler. Bu teknikler gerektiren testleri lokomotor aktivite (Örneğin, sabit koşu bandı), sürekli bozulma (süpürmek bar veya sürekli yeni nesne tanıtımı dönenÖrneğin, ) veya hayvan başlangıcı, rahatsız edici zorla çeşitli içerir REM uykusu (Örneğin, su üzerinde platformu)9,10. Bu yöntemler etkili yetişkinlerde uyku yoksunluğu ile ilgili sorunları göstermiştir, bu yöntemlerden hiçbiri kendi sınırlı mobilite, yüksek uyku sürücü ve erken yaşamda stres olumsuz etkileri nedeniyle kemirgen yavrular için uygun olmakla birlikte. Geliştirme sırasında uyku önemi nedeniyle, yetişkinlik sırasında nasıl sınırlı uyku yenidoğan pups etkiler gelecek davranış anlamak için önemlidir.

Kemirgen pups içinde kullanılabilir uyku sınırlandırmada bir nazik işleme tekniğidir. Nazik işleme doğrudan herhangi bir zaman uyku davranış gözlenen kemirgenler ile etkileşim araştırmacı içerir. Müfettişler fiziksel olarak yenidoğan kemirgenler8,10,11,12,13,14 uykusunda bozmaya ellerini, fırça ya da roman nesneleri sunumunu kullanabilirsiniz . Uyku davranışsal motor aktivite, Miyklonik seğirmesi ve göz kapatma (içinde büyük kemirgen pups) tarafından belirlenebilir. EEG doğrulama nazik işleme bu davranışları üzerinde dayalı ile uyku engellemeden toplam uyku süresi P12 fareler1491 oranında azalttığı onaylar. Elektrik çarpması ve hoş olmayan uyarıcılara sunumunu genç fareler mahrum için kullanılan diğer teknikleri içerir, ancak bu teknikler Kronik uyku kısıtlama için kullanılamaz ve nazik işleme7daha, daha stresli 15. Kronik uyku kısıtlama veya EEG elektrot implantasyon ve ilişkili bilgisayar yazılımı olmadan kullanılabilir titreyen bir iletişim kuralı aracılığıyla da gerçekleştirilebilir, ama bu iletişim kuralı tüm uyku engellemez ve bu nedenle daha az kontrollü nazik işleme4' e,16ile karşılaştırıldığında. Kısıtlamak veya fareler belirli donanımları, bilgisayar yazılım veya elektrot implantasyon olmadan arka arkaya birçok gün için uyku mahrum bir yararı nazik işleme tekniği, yeteneğidir. Nazik etkili kullanımı ile Kronik uyku kısıtlama uyku yenidoğan Rodents sınırlar ve uyku yoksunluğu dönem8,11,12, aşağıdaki davranış değişiklikleri çeşitli üretir 17.

Burada, içinde kronik uykusuzluk P42 için Doğum sonrası günden 5 (P5) günde üç saat önemli ölçüde sosyallik 30 günlük kurtarma döneminden sonra hangi uyku rahatsız farelerin etkiler sonuçları açıklayın. Bu sonuçlar Kronik uyku kısıtlama gelecekteki davranışı üzerinde geliştirme sırasında uzun vadeli etkileri vurgulayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Not: Tüm yordamlar Ulusal Enstitüsü ruh sağlığı hayvan bakımı ve kullanımı Komitesi tarafından onaylanmış ve ulusal sağlık kuralları Enstitüleri bakım ve hayvanların kullanımı uygun olarak gerçekleştirilen.

1. uyku yoksunluğu Kur

  1. Yumuşak boya fırçaları yavaşça fare ne zaman uykuya poke için kullanın.
    1. Boya fırçası fareler gıda erişimi ve uyku yoksunluğu sırasında ad libitum su sağlamak için fare kafesi besleyici parmaklıkların arasından uygun emin olun.
    2. Boya fırçaları için birden fazla kafes kokular kafesler arasında aktarımını önlemek için kullanmayın. Size atanan onun kafes ile her fırça etiket ve o kafese kullanımı kısıtlamak öneririz.
  2. Tüm uyku yoksunluğu gerçekleşeceği bir oda belirleyin.

2. hayvan Kur

  1. Rastgele her kafes uykusuzluk veya kontrol grubuna atayın.
  2. Fareler yiyecek için erişim vermek ve ad libitum deneme sırasında su.
  3. Farelerin görüntülemek yatak, yuva malzeme ve kafes zenginleştirme nesneleri tarafından sınırlı değil emin olun.
    1. İlave yatak veya fare görünümünü kısıtlayabilirsiniz zenginleştirme nesneleri kaldırın.
  4. Yiyecek ya da su görünümü farelerin kısıtlarsa, fareler nerede görünümü sınırlı değildir kafes bir alana taşıyın.
    1. Gıda kafesin büyük bir bölümünü engelliyorsa, yiyecek bir şeyler çıkarın ve hayvan gıda erişim uyku yoksunluğu döneminde korumak granül kafesin dibinde yerleştirin.

3. hayvan koşulları

Not: Biz üç saat uyku yoksunluğu dönemi 11 am, ne zaman fare ortasında etkin olmayan onların faz, ama günün saati ve uyku yoksunluğu süresi seçtiğiniz istenen deneysel koşullara göre başlamak seçti.

  1. Kontrol grubu.
    1. P5, efendim--dan doğurmak kafes kaldırmak ve baraj ile yavrular sütten (P21) kadar bırakın.
    2. Uyku yoksunluğu kontrol grubuna atanan fare oda ve yavaşça fare bir boya fırçası ile sürekli olarak 10 dakika bir gün için deneme süresi için eşya taşımak (P5 P42 için).
    3. Bu 10 dakika sonra farelerin tutuklu odası hayvan dönmek ve onları rahatsız etmeyin
  2. Uyku yoksunluğu grubu.
    1. P5, efendim--dan doğurmak kafes kaldırmak ve baraj ile yavrular sütten (P21) kadar bırakın.
      Not: Uyku yoksunluğu P5 önce belgili tanımlık pups markada içinde sonuçlanabilir. Biz önemli markada P5 ve daha sonra izlemek değil.
      Not: genç pups içinde uyumak için sürücü hemen hemen sabit okşayarak gerektiren çok yüksektir. Fareler geliştirdikçe, özellikle sütten kesme sonra uyku basıncı düşüktür ve onlar sürekli dürtmeye gerek yoktur.
    2. Uyku yoksunluğu her gün P42 kadar devam edin.
      Not: Uyku yoksunluğu protokolleri uzunluğu değişir ve istenirse P42 genişletmek.
    3. Her gün hafif döngüsü sırasında uyku yoksunluğu Oda uyku yoksunluğu grubuna atanan fareler nerede izlenecektir taşıyın. Uyku yoksunluğu tam süresi belirli araştırma soru göre ayarlanabilir.
      Not: Yenidoğan farelerde 3 saatten uzun süren uykusuzluk uyku basınç15artış nedeniyle zordur.
      1. Bu süre içinde yavaşça fırça ile uyku belirgindir her zaman fareler prod. Uyku yoksunluğu özelliklerini sonraki bölümde açıklanmıştır.

4. uyku yoksunluğu

  1. Yavaşça fare yanıt görülmektedir kadar uykuda olduğundan şüphelenilen Eğer boya fırçası ile prod. Alternatif olarak, fare ters çevir ve üzerinde uyku bozmaya sırtlarına itin.
    1. Aşağıdakilerden herhangi birini oluşursa uyuyormuş bir fare göz önünde bulundurun: seğirmesi (özellikle pups ile), hareketsizlik, veya (farelerde P12 büyük) gözleri kapalıysa.
    2. Fareler sırtlarını olmak veya kendilerini damat sonra ters çevirip çalışılıyor, hareketli olmaları durumunda uyanık olmak düşünün.
  2. Barajı pups uyku yoksunluğu sırasında koruyor, belgili tanımlık pups görünümünü Kısıtlanmamış bu yüzden nazikçe ona yavrulardan uzak prod.

5.-den sonra uyku yoksunluğu

  1. Uyku yoksunluğu üç saatlik süre tamamlandıktan sonra yatak ve herhangi bir geri kaldırılmış olabilir gıda ve kapağı geri koymak belgili tanımlık kafes üzerinde koymak.
  2. Kafesleri uykusuzluk ertesi güne kadar hayvan holding odasına dönün.

6. sonraki deneyler

  1. Uyku yoksunluğu çalışması amacı bağlı olarak, sonraki deneyler ile devam edin.
    1. Serum corticosterone18düzeyleri belirlemek hayvanlardan hasat.
    2. Herhangi bir açık alan, dahil olmak üzere davranış testleri, RotaRod, yükseltilmiş artı labirent, test, mermer gömme, bu davranış testleri-ecek da önlemek hayvanlardan vb8,19,20 sosyal davranış bir dizi yapmak Böylece istihdam için sürekli uyku yoksunluğu kaç gün belirlerken çarpanlarına uyuyor.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kronik uyku kısıtlaması davranış üzerindeki etkilerini araştırmak için kısıtlı fareler her gün 11:00 ile 2:00 dan P5 P428arası üç saattir uyuyoruz. Uyku kısıtlama fare dört hafta rahatsız edilmeden sol ve uyku kısıtlama kurtarmak için izin. Fareler dört haftalık kurtarma süre aşağıdaki davranış için test edildi. Üç-odası sosyal davranış testi sosyallik (roman bir nesneye göre bir roman fare için tercih) ve sosyal yenilik (tanıdık bir fare göre bir roman fare için tercih) değerlendirmek için kullanıldı. Sosyallik testinde kısıtlı kadın denetim dişilerden (p < 0,05) yabancı fare algılaması daha fazla zaman harcadı uyku (Şekil 1A) ve uyku tarafından kısıtlanmış erkek karşılaştırıldığında nesne koklama daha fazla vakit geçirmek için bir eğilim vardı kontrol erkek (p 0.077 =) (Şekil 1A). Sosyal yenilik aşamasında test, dişi fareler uyku tarafından kısıtlanmış bir artış harcanan süreyi kadın denetimlerden (p < 0,01) daha yeni fare algılaması (Şekil 1B).

Figure 1
Şekil 1: Kronik uyku kısıtlama sosyal davranış 4 haftalık uyku kurtarma döneminden sonra değiştirir. (A) sosyallik testi: zaman geçirdim koklama ortaya sınırlı uyku denetimleri erkek göre Roman nesne koklama daha fazla zaman geçirdim vardı o erkek fareler (p 0.077 =). Dişi fareler uyku sınırlı denetim kadın karşılaştırıldığında yabancı fare algılaması daha fazla zaman geçirdim (*p < 0,05). Ayrıca dişi fareler uyku tarafından kısıtlanmış eğilimi kontrol kadın karşılaştırıldığında nesne koklama daha fazla vakit geçirmek için (p 0,065 =). (B) sosyal yenilik testi: zaman geçirdim roman koklama veya tanıdık fare ortaya kısıtlı dişi fareler karşılaştırıldığında sınırlı uyku değildi dişi fareler için roman fare algılaması istatistiksel olarak anlamlı daha fazla zaman geçirdim o uyku (**p < 0,01). Çubuklar 11 denetim erkek, 13 uyku tarafından kısıtlanmış erkek, 22 denetim kadın ve uyku tarafından kısıtlanmış 17 dişi fareler anlamına gelir ± SEM gösterir. Veriler analiz yoluyla hoct post-takip bir ANOVA testleri. Bu rakam Sare vd. 20168izni ile değiştirildi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Burada bir yöntemi açıklamak için uykusuzluk, kemirgen her iki yavru ve yetişkin kullanılabilir işleme, nazik. Nazik teslim araştırmacılar fareler bir uyku yoksunluğu dönemi süresince gözlemlemek ve etkin olmayan veya uyku önlemek için tik olduklarında yavaşça hayvanlar eşya gerektirir. Önceki uyku yoksunluğu çalışmaları nazik işleme hem REM engeller ve non - REM NREM uyku10eşzamanlı electroencephalogram (EEG) kayıtları aracılığıyla doğruladıktan. Nazik işleme üzerinde genç kemirgen pups kullanılabilir tek uyku yoksunluğu yöntemlerinden birini olmakla birlikte, kendi kullanımı için bazı sınırlamalar vardır.

İlk, yumuşak taşıma ağır hem tanımak ve davranışları önceden uyku derhal cevap edebilmek için deneyci üzerinde dayanmaktadır. Kemirgen pups uykusunda mahrum bırakmak ne zaman belgili tanımlık pups neredeyse sürekli prodded ya da gerekir onlar tüm uyku kısıtlama süre uyanık olan sağlamak için ters. Genç pups içinde seğirmesi tanıma düzgün uyku21önlemek için çok önemlidir. İkinci olarak, yavrular anneleri ile hala, ne zaman, sütten daha önce ortaya çıkan uykusuzluk annenin uyku ikincil bir etki olarak etkileyebilir kabul; Ancak, bu etkiyi ölçüde henüz keşfedilmeyi vardır. Üçüncü olarak, herhangi bir uyku yoksunluğu süreç doğal olarak stresli olacaktır ve uyku yoksunluğu yordam tarafından neden olduğu stresi etkilerini ayırmak zor değil tanımak önemlidir. Ancak, yumuşak taşıma protokolü kullanarak burada girişimleri diğer uyku yoksunluğu protokollere göre uyku yoksunluğu stresinin en aza indirmek için açıklanan. Ve nazik işleme kronik yenidoğan uyku yoksunluğu için yararlı bir yöntem ise, o zaman alıcıdır ve sürekli dikkat gerektirir son olarak, araştırmacılar için külfetli bir yordam gibi. Daha uzun uyku yoksunluğu protokolleri de uyku basınç artışlar nedeniyle yenidoğan farelerde saat15gerçekleştirmek zordur.

Bu sınırlamaları rağmen nazik teslim Kronik uyku kısıtlama boyunca geliştirme ve yetişkinlik ve uyku kısıtlaması davranış ve beyin fizyolojisi nasıl etkileyebileceğini etkilerini incelemek için güçlü bir araçtır. En önemlisi, bu yöntem, bu uyku araştırmacılar etkilerini araştırmaya devam sağlar kısıtlama erken yaşta geliştirme beynin her iki hemen aşağıdaki kısıtlama uyku ve sonraki hayatında sahip olabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Bu araştırma NIMH (ziya MH00889) Intramural araştırma programı tarafından finanse edildi. RMS FRAXA doktora sonrası bursu tarafından da desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
C57BL/6J mice Jackson Labs 000664 Wildtype mice used
Super Mouse 750 Mouse Cage Lab Products, Inc.  Cages for the mice
SANI-Chips Bedding PJ Murphys Bedding for the mice
S&S Bristle Brush Assortment Pack Staples Item # 13764, Model AB37100 Paint brushes are used to gently poke mice

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Picchioni, D., Reith, R. M., Nadel, J. L., Smith, C. B. Sleep, plasticity and the pathophysiology of neurodevelopmental disorders: the potential roles of protein synthesis and other cellular processes. Brain Sci. 4 (1), 150-201 (2014).
  2. Li, W., Ma, L., Yang, G., Gan, W. B. REM sleep selectively prunes and maintains new synapses in development and learning. Nat Neurosci. 20 (3), 427-437 (2017).
  3. Peirano, P. D., Algarin, C. R. Sleep in brain development. Biol Res. 40 (4), 471-478 (2007).
  4. Mirmiran, M., et al. Effects of experimental suppression of active (REM) sleep during early development upon adult brain and behavior in the rat. Brain Res. 283 (2-3), 277-286 (1983).
  5. Feng, P., Ma, Y. Instrumental REM sleep deprivation in neonates leads to adult depression-like behaviors in rats. Sleep. 26 (8), 990-996 (2003).
  6. Frank, M. G., Morrissette, R., Heller, H. C. Effects of sleep deprivation in neonatal rats. Am J Physiol. 275 (1 Pt 2), R148-R157 (1998).
  7. Todd, W. D., Gibson, J. L., Shaw, C. S., Blumberg, M. S. Brainstem and hypothalamic regulation of sleep pressure and rebound in newborn rats. Behav Neurosci. 124 (1), 69-78 (2010).
  8. Sare, R. M., Levine, M., Hildreth, C., Picchioni, D., Smith, C. B. Chronic sleep restriction during development can lead to long-lasting behavioral effects. Physiol Behav. 155, 208-217 (2016).
  9. Colavito, V., et al. Experimental sleep deprivation as a tool to test memory deficits in rodents. Front Syst Neurosci. 7, 106 (2013).
  10. Franken, P., Dijk, D. J., Tobler, I., Borbely, A. A. Sleep deprivation in rats: Effects on EEG power spectra, vigilance states, and cortical temperature. Am J Physiol. 261 (1 Pt 2), R198-R208 (1991).
  11. Araujo, P., Coelho, C. A., Oliveira, M. G., Tufik, S., Andersen, M. L. Neonatal sleep restriction increases nociceptive sensitivity in adolescent mice. Pain Physician. 21 (2), E137-E148 (2018).
  12. Araujo, P., Tufik, S., Anderson, M. L. Sleep and pain: A relationship that begins in early life. Pain Physician. 17 (6), E787-E798 (2014).
  13. Hairston, I. S., et al. Sleep deprivation effects on growth factor expression in neonatal rats: a potential role for BDNF in the mediation of delta power. J Neurophysiol. 91 (4), 1586-1595 (2004).
  14. Hairston, I. S., et al. Sleep deprivation elevates plasma corticosterone levels in neonatal rats. Neurosci Lett. 315 (1-2), 29-32 (2001).
  15. Blumberg, M. S., Middlemis-Brown, J. E., Johnson, E. D. Sleep homeostasis in infant rats. Behav Neurosci. 118 (6), 1253-1261 (2004).
  16. Feng, P., Vogel, G. W., Obermeyer, W., Kinney, G. G. An instrumental method for long-term continuous REM sleep deprivation of neonatal rats. Sleep. 23 (2), 175-183 (2000).
  17. Xu, Z. Q., Gao, C. Y., Fang, C. Q., Zhou, H. D., Jiang, X. J. The mechanism and characterization of learning and memory impairment in sleep-deprived mice. Cell Biochem Biophys. 58 (3), 137-140 (2010).
  18. Barriga, C., Martin, M. I., Tabla, R., Ortega, E., Rodriguez, A. B. Circadian rhythm of melatonin, corticosterone and phagocytosis: Effect of stress. J Pineal Res. 30 (3), 180-187 (2001).
  19. Nadler, J. J., et al. Automated apparatus for quantitation of social approach behaviors in mice. Genes Brain Behav. 3 (5), 303-314 (2004).
  20. Thomas, A., et al. Marble burying reflects a repetitive and perseverative behavior more than novelty-induced anxiety. Psychopharmacology (Berl). 204 (2), 361-373 (2009).
  21. Karlsson, K. A., Blumberg, M. S. The union of the state: Myoclonic twitching is coupled with nuchal muscle atonia in infant rats. Behav Neurosci. 116 (5), 912-917 (2002).

Tags

Davranış sayı: 140 uyku kemirgen nazik işleme uykusuzluk uyku bozuklukları geliştirme
Kronik uykusuzluk Mouse aracılığıyla yumuşak kauçuk sersemler
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lemons, A., Saré, R. M., BeebeMore

Lemons, A., Saré, R. M., Beebe Smith, C. Chronic Sleep Deprivation in Mouse Pups by Means of Gentle Handling. J. Vis. Exp. (140), e58150, doi:10.3791/58150 (2018).

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