Summary
Лишение сна является мощным инструментом для исследования функции сна и регуляции. Мы описываем протокол лишения сна дрозофилы с помощью аппарата Sleep Nullifying и определения степени отскока сна, вызванного лишением.
Abstract
Гомеостаз сна, увеличение сна, наблюдаемое после потери сна, является одним из определяющих критериев, используемых для идентификации сна во всем животном мире. Как следствие, лишение сна и ограничение сна являются мощными инструментами, которые обычно используются для понимания функции сна. Тем не менее, эксперименты с лишением сна по своей сути проблематичны в том, что сам стимул депривации может быть причиной наблюдаемых изменений в физиологии и поведении. Соответственно, успешные методы лишения сна должны держать животных в сознании и, в идеале, приводить к надежному восстановлению сна, не вызывая также большого количества непреднамеренных последствий. Здесь мы описываем технику лишения сна для Drosophila melanogaster. Аппарат аннулирования сна (SNAP) вводит стимул каждые 10 с, чтобы вызвать отрицательный геотаксис. Хотя стимул предсказуем, SNAP эффективно предотвращает >95% ночного сна даже у мух с высоким драйвом сна. Важно отметить, что последующая гомеостатическая реакция очень похожа на ту, которая достигается с помощью депривации рук. Время и интервал стимулов могут быть изменены, чтобы свести к минимуму потерю сна и, таким образом, изучить неспецифическое влияние стимула на физиологию и поведение. SNAP также может использоваться для ограничения сна и оценки порогов возбуждения. SNAP - это мощная техника нарушения сна, которая может быть использована для лучшего понимания функции сна.
Introduction
Сон почти универсален у животных, но его функция остается неясной. Гомеостаз сна, компенсаторное увеличение сна после лишения сна, является определяющим свойством сна, которое было использовано для характеристики состояний сна у ряда животных1,2,3,4,5.
Сон у мухи имеет много общего со сном человека, в том числе сильную гомеостатическую реакцию на потерю сна4,5. Многочисленные исследования сна у мухи использовали лишение сна как для определения функции сна, изучая неблагоприятные последствия, возникающие при длительном пробуждении, так и для понимания регуляции сна путем определения нейробиологических механизмов, контролирующих гомеостатическую регуляцию сна. Таким образом, было показано, что лишенные сна мухи демонстрируют нарушения в обучении и памяти6,7,8,9,10,11,12,структурную пластичность13,14,15,зрительное внимание16,восстановление после повреждения нейронов17,18,брачное и агрессивное поведение19, 20,пролиферация клеток21и реакции на окислительный стресс22,23, чтобы назвать несколько. Кроме того, исследования нейробиологических механизмов, контролирующих отскок сна, дали критическое представление о нейронном механизме, который составляет гомеостат сна8,9,23,24,25,26,27,28,29 . Наконец, в дополнение к выявлению фундаментального понимания функции сна у здоровых животных, исследования депривации сна также дали представление о функции сна в больных состояниях30,31.
Хотя лишение сна, несомненно, является мощным инструментом, при любом эксперименте по лишению сна важно различать фенотипы, которые являются результатом длительного бодрствования, от тех, которые вызваны стимулом, используемым для бодрствования животного. Лишение сна путем лишения рук или мягкого обращения, как правило, рассматривается как установление стандарта для минимально разрушительного лишения сна. Здесь мы описываем протокол для мух, лишающих сна, с помощью аппарата sleep Nullifying Apparatus (SNAP). SNAP - это устройство, которое обеспечивает механический стимул для мух каждые 10 с, удерживая мух в сознании, вызывая отрицательный геотаксис(рисунок 1). SNAP эффективно лишает мух >98% ночного сна, даже у мух с высоким драйвом сна8,32. SNAP был откалиброван на чувствительных к удару мух, перемешивание мух в SNAP не вредит мухам; лишение сна с помощью SNAP вызывает отскок, сравнимый с полученным при лишении рук7. Таким образом, SNAP является надежным методом лишения сна мух, контролируя при этом эффекты возбуждающего стимула.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Экспериментальная подготовка
- Собирайте мух, когда они совмещиваются во флаконы, разделяя самцов и самок мух.
ПРИМЕЧАНИЕ: Эксперименты во сне обычно проводятся с самками мух. Важно собирать девственных самок. Спаренные самки будут откладывать яйца, которые вылупляются в личинок, что усложняет анализ данных. - Домашние мухи одного пола группами <20.
ПРИМЕЧАНИЕ: Жилищные мухи в социально обогащенной среде (группы >50) модулируют сондрайва 6,13 потенциально путают измерения отскока сна. Далее, после социального обогащения, сон будет снижаться в течение несколькихдней 6. Таким образом, базовый сон не является стабильным, что усложняет анализ отскока сна. Содержание мух в группах <20 позволяет избежать этой потенциальной путаницы. - Храните мух во флаконах в течение 3-5 дней в легкой и влажностной среде.
ПРИМЕЧАНИЕ: Возраст и зрелость мух сильно влияют на сон. Сон высок у однодневных мух и стабилизируется к 3-5 дням в возрасте4лет. Мухи обычно поддерживаются на 12-часовом свете: 12-часовой темный график при влажности 50%.
2. Подготовка трубок для записи сна
ПРИМЕЧАНИЕ: Сон контролируется с помощью мониторов двигательной активности. Монитор может вместить 32 мухи, размещенные индивидуально в трубках диаметром 5 мм. Обычно генотипы анализируются в группах по 16 или 32 мухи.
- Приготовьте соответствующее количество тюбиков с кормом для мух на одном конце.
ПРИМЕЧАНИЕ: Диета и метаболизм, как известно, влияют на сон33,34,поэтому особенно важно размещать мух на той же пище, на которой они были выращены. - Запечатайте конец тюбиков воском.
ПРИМЕЧАНИЕ: Лишение сна и отскок - это пятидневный эксперимент, и пища может высохнуть, если ее не правильно запечатать. В правильно запечатанные трубки пища может храниться в течение 10 дней и более. Таким образом, очень важно убедиться, что концы труб хорошо герметизированы. Однако мухи также могут прилипнуть к влажному корму. Таким образом, помогает сделать тюбики за 1-2 дня до начала эксперимента. - Индивидуально поместите след, ведя себя мухами, в стеклянные трубки длиной 65 мм для записи сна с помощью аспиратора и заткните конец трубки пенной пробкой.
ПРИМЕЧАНИЕ: Мухи никогда не подвергаются повторному воздействию анестезии CO2 при помещении мух в трубки для записи сна. Аспиратор изготовлен из резиновой трубки с одним концом, покрытым марлой и вставленным в наконечник пипетки 1 мл.
3. Запись сна
- Загрузка летит в трубках в мониторы активности для мониторинга сна.
ПРИМЕЧАНИЕ: SNAP rocks контролирует взад и вперед от -60 ° до +60 ° каждые ~ 10 с. Мониторы удерживаются на -60° в течение ~5,9 с; требуется ~2,9 с, чтобы лоток, вмещающей мониторы, перешел от -60 ° к +60 ° и ~ 1 с, чтобы вернуться от +60 ° до -60 °. Продолжительность цикла может быть изменена по мере необходимости путем регулировки напряжения, подаваемого на двигатель.- Позаботьтесь о том, чтобы трубки были размещены в мониторах активности в правильной ориентации. При правильной ориентации конец трубки с едой находится в верхней части SNAP, чтобы мухи не вдавливались в пищу. Кроме того, конец с едой находится сбоку от монитора с гнездом для записи сна. Это позволяет мониторам активности правильно ориентироваться в SNAP для эффективного лишения сна при одновременном мониторинге активности.
- Поместите мониторы активности в камеру записи для мониторинга сна.
- Контролируйте сон в течение как минимум двух полных дней, чтобы оценить базовый сон.
ПРИМЕЧАНИЕ: День, когда мухи загружаются в мониторы активности, обычно исключается как день адаптации, чтобы позволить мухам адаптироваться к размещению в трубах. Базовый сон регистрируется в течение как минимум двух полных дней (48 часов), начиная с утра, следующего за днем загрузки мух. - Сохраняйте количество локомоторной активности мух в бункерах за 1 мин с момента освещения в данный день до огней в предыдущий день с помощью программного обеспечения для записи активности (например, с 8 утра до 8 утра).
- Оцените сон по данным о двигательной активности с помощью пользовательских макросов, используя 5 минут бездействия в качестве порога для приступа сна35.
ПРИМЕЧАНИЕ: Ряд показателей сна вычисляется на очных счетах активности опорно-двигательного аппарата. К ним относятся сон в мин/ч в течение 24 ч, общее время сна в 24 ч, среднее и максимальное дневное и ночное время сна продолжительностью36.
4. Лишение сна и восстановление
- Поскольку мухи могут быть лишены сна в течение различных промежутков времени (например, 12 ч, 24 ч и 36 ч), а восстановительный сон также может быть оценен через различные промежутки времени (например, 6 ч, 12 ч, 24 ч и 48 ч), определить продолжительность восстановления по экспериментальной необходимости. Восстановление сна может быть визуализировано с помощью графика усиления/потери сна или путем изучения процента сна, восстановленного в течение заданного интервала (например, 6 ч).
- Если сон стабилен в течение двух базовых дней, на третий день поместите мониторы активности в SNAP для ночного лишения сна.
ПРИМЕЧАНИЕ: Мухи будут демонстрировать устойчивый отскок сна в диапазоне времени сна8,32,37,38,но сон должен быть стабильным, чтобы надежно оценить отскок сна. Сон стабилен, когда разница во сне между базовыми днями составляет ± 100 минут. - Убедитесь, что мониторы активности закреплены на месте с помощью контактов держателя монитора, подключенных шнуров монитора и правильно ориентированных мониторов с концом с едой сзади и пластиковыми барьерами спереди(рисунок 1).
ПРИМЕЧАНИЕ: SNAP спроектирован таким образом, что кулачок вращается один раз каждые 10 с(рисунок 1). Пластиковая вставка сбрасывает трубки, отталкивая трубки назад, когда аппарат находится в положении «вверх». Сброс трубок важен для обеспечения того, чтобы все трубки имели полный диапазон движения в начале каждого цикла. - Отключите мониторы активности и выньте мониторы из SNAP сразу же после загорится света после ночного лишения сна.
ПРИМЕЧАНИЕ: Крайне важно, чтобы лишение сна прекратилось, и мухи были помещены в восстановление сразу после включенного света после 12 ч ночного лишения сна. Даже 20-30-минутная задержка в помещении мух в восстановление может помешать степени отскока сна. - Поместите мух в камеру записи, где они будут невозмутимы в течение двух дней (48 ч), чтобы контролировать восстановление сна.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если записывающая камера используется для других экспериментов, необходимо проявлять особую осторожность, чтобы избежать стимуляции выздоравливающих мух. - Рассчитайте количество потерянного сна. Для каждой отдельной мухи рассчитайте почасовую разницу между сном, полученным во время лишения сна, и соответствующим часом во время исходного уровня; суммируйте почасовые разницы, чтобы рассчитать общую потерю сна.
- Рассчитайте количество восстановленного сна. Для каждой отдельной мухи рассчитать почасовую разницу между сном, полученным во время восстановления, и соответствующим часом во время исходного уровня; суммируйте почасовые различия, чтобы рассчитать общее количество сна.
ПРИМЕЧАНИЕ: Вопрос о том, действительно ли муха лишена сна, является эмпирическим. Таким образом, экспериментатор должен изучить процент потери сна. Если муха не потеряла достаточное количество сна, ее можно исключить из анализа. Хотя это может потребоваться для других подходов к лишению сна, это редко, если вообще когда-либо требуется для SNAP. Чаще всего сон может быть неустойчивым у данной мухи до начала лишения сна. Если сон не стабилен, гомеостаз не может быть рассчитан. Мы принимаем максимальную разницу ± 100 минут сна, рассчитанную до начала лишения сна в качестве кандидатов на включение. Иногда сон отдельной мухи распределяется неравномерно в течение 24-часовых дней (например, некоторые люди могут получить 60-70% своей квоты сна в течение дня и, таким образом, потерять только небольшую часть своей 24-х ч квоты сна при лишении в течение 12 ч ночью). Этих мух можно оценить отдельно. - Рассчитайте средний процент восстановленного сна (относительно исходного уровня) за 12 ч, 24 ч и 48 ч восстановительного периода для каждого генотипа.
- На основе данных о сне вычислите среднюю и максимальную продолжительность дневного сна на исходном уровне и дни восстановления для каждого генотипа.
ПРИМЕЧАНИЕ: Отскок сна у мух характеризуется увеличением количества сна и увеличением глубины сна в дни восстановления. Консолидация сна используется в качестве меры глубины сна. Пороги возбуждения также могут быть использованы в качестве меры глубины сна.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Кантон S (Cs) использовался как штамм дикого типа. Мухи поддерживались на 12-часовом освещении: 12-часовой темный график, и лишенные сна в течение 12 часов ночью. Проверка профилей сна мух Cs в базовый день (bs), день лишения сна (sd) и два дня восстановления (rec1 и rec2)(рисунок 2A)предполагает, что мухи были эффективно лишены сна в SNAP и восстановили сон в течение дня в соответствии с наблюдаемыми сообщениями в литературе4,5. Эффективность SNAP в удержании мух в сознании также проявляется в высокой активности (300-350 отсчетов / ч), проявляемой мухами во время лишения сна(рисунок 2B). Действительно, мониторинг активности мух во время лишения сна может быть полезным барометром эффективности протокола депривации и / или косвенной мерой драйва сна. Когда лишение сна неэффективно, мухи не так активны в период депривации. Мухи, которые находятся под высоким сном драйва, быстро засыпают после каждого раздражителя и не пересекают трубку столько35. Как угол наклона аппарата, так и скорость падения имеют решающее значение для обеспечения того, чтобы мухи эффективно бодрствовали, не причиняя им вреда. Каждая лаборатория может оптимизировать угол и скорость, регулируя пружину(рисунок 1B)и / или размер и форму кулачка(рисунок 1C и рисунок 1D, справа).
Для количественной оценки эффективности лишения сна и восстановления, сон, потерянный во время депривации, а затем восстановленный в восстановительные дни, был рассчитан для каждой отдельной мухи(рисунок 2С). Важно отметить, что не было никаких существенных изменений в исходном сне между днем депривации и базовым днем (см. 0-12 ч на рисунке 2C),что указывает на то, что сон стабилен у этих мух. Большая разница во сне в этот 12-часовой период (например, ± 100 минут) предполагает, что сон не был стабильным. SNAP эффективно лишал мух >98% их ночного сна. Мухи восстановили ~ 20% своего сна в первые 12 ч и не восстановили дополнительный сон в течение ночи, как сообщалось ранее. Тем не менее, мухи начали восстанавливать сон на следующий день так, что они восстановили ~ 36% своего сна за 48 ч восстановления(рисунок 2D). 30 - 40% восстановленного сна в течение 48 ч довольно характерно для мух дикого типа, лишенных сна с помощью SNAP.
Гомеостаз сна характеризуется как увеличением продолжительности сна, так и увеличением глубины сна в период восстановления после депривации. Консолидация дневного сна обычно используется в качестве считывания глубины сна. Консолидацию сна можно оценить как среднюю продолжительность сна в течение всего дня(рисунок 2E). Однако, поскольку давление сна рассеивается во время восстановления, средняя продолжительность сна будет уменьшаться по мере продвижения дня. Таким образом, часто полезно также изучить изменения в максимальной продолжительности сна, которые могут обеспечить более чувствительную метрику(рисунок 2F).
| Метод лишения сна | Общее количество статей | % бумаг / техника | Оценка средней оценки восстановления |
| ТРЕСК | 52 | 37.14% | 33 ± 3 |
| Вихрь/Случайная тряска | 49 | 35.00% | 18 ± 3 |
| Лишение рук | 9 | 6.43% | 36 ± 11 |
| Термогенетический SD | 15 | 10.71% | 36 ± 12 |
| Неопределенное | 15 | 10.71% | 29 ± 10 |
Таблица 1: Обзор различных методов лишения сна, используемых в литературе. Только в 116 /254 работах использовалось лишение сна. Количество работ с использованием каждого метода = "Общее количество работ". Доля работ, использующих каждый метод = "% бумаг / техника". Средняя продолжительность восстановления, оцененная для каждого метода = "Среднее извлечение оценено". SD - Лишение сна. SNAP - Устройство для обнуления сна
| Длина SD | Всего исследований |
| < 6 ч | 12 |
| 6 ч | 23 |
| >6 ч и < 12 ч | 17 |
| 12 ч | 69 |
| >12 ч и <24 ч | 7 |
| 24 ч | 19 |
| > 24 ч | 9 |
| Хроническая СД | 4 |
| Любой SD | 160 |
Таблица 2. Длительность депривации сна проводилась в различных исследованиях. SD - Лишение сна
Рисунок 1. Спящий свод на нет APparatus (SNAP). А)Вид аппарата спереди. SNAP может вместить 8 мониторов активности в два ряда; штифты держателя удерживают мониторы на месте. Ноги могут быть отрегулированы, чтобы помочь расположить аппарат в правильной ориентации. Б)Крупный план двигателя и пружины, которые раскачивают аппарат вперед и назад. Двигатель поворачивает кулачок, который наклоняет аппарат обратно в положение «вверх» и сжимает пружину. Освобождение пружины от сжатия защелкивает аппарат обратно в положение «вниз». В)Слева - вид сбоку аппарата в положении "вниз". Держатели штифтов удерживают мониторы; гнездо для шнура монитора обеспечивает удерживаемое гнездо для монитора. Прокладки помогают смягчить воздействие аппарата, защелкивающегося в положение «вниз». Справа - Вид камеры крупным планом. D)Вид сбоку с левого борта аппарата в положении «вверх». Справа - Вращение кулачка против часовой стрелки наклоняет аппарат в положение «вверх». Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2. Экспериментальные результаты. A)Графики сна Cs мух за четыре дня эксперимента: базовый день (bs), день лишения сна (sd) и два дня восстановления (rec1 и rec2). Б)Среднее количество локомоторной активности мух в день лишения сна. Мухи были лишены сна с 12-24 часов. В)Временной курс лишения сна и восстановления. Мухи cs были лишены сна с 12 - 24 часов, и позволяли восстанавливаться с 24 часа - 72. SNAP эффективно лишал мух >98% сна, который был частично восстановлен в течение 48 ч (n = 12 мух, повторные измерения ANOVA для времени, F [70,1470]= 12,97, p < 10-15). D) Процент сна восстанавливается в течение 48 ч. Мухи восстановили ~ 20% своего сна в течение 12 ч и ~ 36% своего сна в течение 48 ч. е.) Консолидация сна за каждый день эксперимента, измеренная средней продолжительностью сна в течение дня. Сон более консолидирован в первый день восстановления по сравнению с исходным уровнем (p <0,05, t-тест). F)Консолидация сна для каждого дня эксперимента измеряется максимальной продолжительностью сна в течение дня. Сон более консолидирован в первый день восстановления по сравнению с исходным уровнем (p <0,05, t-тест). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Сон у дрозофилы был независимо охарактеризован в 2000 году двумягруппами4,5. В этих новаторских исследованиях мухи были лишены сна из-за мягкого обращения (то есть лишения рук) и показали, что они демонстрируют надежную гомеостатическую реакцию на ночное лишение сна. Важно отметить, что при любом эксперименте по лишению сна крайне важно контролировать потенциальные смешанные эффекты метода, используемого для того, чтобы животное бодрствовало. Исследования депривации рук установили ориентир для исследований гомеостаза мух как минимально разрушительного средства лишения сна мух. SNAP эффективно лишает мух сна >98% ночного сна и, что важно, вызывает отскок сна, сопоставимый с тем, который получен при лишении рук4,7.
Начиная с фундаментальных исследований, определяющих сон у мух, был разработан ряд методов для оценки гомеостаза сна у мух с высокой пропускной способностью7,9,39,40,41. Мы изучили ~ 250 статей о сне у мух и обнаружили, что ~ 46% этих опубликованных статей сообщили об использовании лишения сна для оценки регуляции сна или функции(таблица 1). Ряд различных методов эффективно вызывал отскок сна у мух. Интересно, что из исследований, которые оценивали отскок сна, протоколы, используемые для лишения сна и отскока сна, отличались. В частности, как продолжительность лишения сна(таблица 2),так и продолжительность, в течение которой оценивался отскок(таблица 1),существенно варьировались, что потенциально усложняло сравнение результатов, полученных с различными протоколами. Известно, что отскок сна у мух сохраняется до 48 часов после лишения сна5. Соответственно, мы считаем, что подробное описание влияния данной манипуляции сна на гомеостаз лучше всего получить, когда гомеостатический отскок оценивается в течение 48-х ч периода восстановления.
Важно отметить, что лишение мух сна в течение дня не последовательно увеличивает сон4. Следовательно, начало 24-х ч протокола лишения сна при включенном свете и продолжение до следующего дня не будет дополнительно улучшать восстановительный сон по сравнению с 12-часовым протоколом лишения сна, начинающимся при выключенном свете. Фактически, расчетный отскок сна может быть ниже, поскольку он будет включать в себя негомеостатически регулируемый дневной сон в дополнение к ночному сну. Однако наблюдение о том, что дневное лишение сна не вызывает гомеостатического отскока, может быть использовано для контроля потенциальных смешанных эффектов метода лишения сна. Таким образом, мухи, лишенные сна ночью в SNAP, сравниваются с мухами, которые получают сопоставимый стимул в дневное время7.
В дополнение к использованию для полного лишения сна, путем изменения частоты стимула, SNAP также может использоваться для хронического ограничения и фрагментации сна7,42,тем самым имитируя состояния хронической потери сна у людей. Кроме того, доставляя стимулы с шагом увеличения частоты, SNAP также может быть использован для измерения порогов возбуждения8. Таким образом, SNAP является легким способом эффективного лишения и ограничения сна мух, оценки гомеостатической реакции и измерения других характеристик сна.
SNAP может поместиться в стандартный лабораторный инкубатор мух, но определенно будет беспокоить мух в инкубаторе, которые не являются частью эксперимента. К счастью, SNAP можно поместить в изолированное место, чтобы лишить сна мух, не нарушая других текущих экспериментов. Поскольку восстановительный сон является хрупким, следует позаботиться о том, чтобы восстановительный сон проходил в тихом месте.
В дополнение к исследованиям депривации сна были разработаны генетические и фармакологические инструменты для улучшения сна у мух8,43,44. Таким образом, способность легко модулировать сон двунаправленно позволит исследованиям сна мух продолжать давать глубокое понимание регуляции и функции сна.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторам нечего раскрывать.
Acknowledgments
Эта работа была поддержана грантами NIH 5R01NS051305-14 и 5R01NS076980-08 для PJS.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Locomotor activity tubes | |||
| Fisher Tissue Prep Wax | Thermo Fisher | 13404-122 | Wax used for sealing tubes |
| Glass tubes | Wale Apparatus | 244050 | We cut 5mm diameter Pyrex glass tubes into 65mm long tubes to record sleep. Pre-cut tubes can also be purchased. |
| Nutri Fly Bloomington Formulation fly food | Genesee Scientific | 66-113 | Labs might use their own fly food recipe. It is important that sleep be recorded on the same food that flies were reared in. |
| Rotary glass cutting tool | Dremel Multi Pro | 395 | Used to cut 65mm long glass tubes |
| Monitoring Sleep | |||
| DAM System and DAMFileScan software | Trikinetics | Software used to acquire data from DAM monitors and save the acquired data in an appropriate format | |
| Data acquisition computer | Lenovo | Idea Centre AIO3 | A equivalent computer from any manufacturer can substitute |
| Drosophila Activity Monitors | Trikinetics | DAM2 | These monitors are used to record flies' locomotor activity |
| Environment Monitor | Trikinetics | DEnM | Not essential, but an easy way to monitor environmental conditions in the chamber where sleep is recorded |
| Light Controller | Trikinetics | LC4 | A convenient way to control the timing of when the SNAP is turned on and off |
| Power Supply Interface Unit for DAM | Trikinetics | PSIU-9 | Required for data acquisition computers to record Trikinetics locomotor acitvity data |
| RJ11 connector | 7001-64PC | Multicomp | DAM monitors accept RJ11 jacks |
| Splitters | Trikinetics | SPLT5 | Used to connect upto 5 DAM monitors |
| Telephone cable wire | Radioshack | 278-367 | Phone cables to acquire data from DAM monitors |
| Sleep Deprivation | |||
| Power supply | Gw INSTEK | GPS-30300 | Power supply for the SNAP |
| Sleep Nullifying Apparatus | Washington University School of Medicine machine shop |
References
- Nath, R. D., et al. The Jellyfish Cassiopea Exhibits a Sleep-like State. Current Biology. 27 (19), 2984-2990 (2017).
- Vorster, A. P., Krishnan, H. C., Cirelli, C., Lyons, L. C.
- Zhdanova, I. V., Wang, S. Y., Leclair, O. U., Danilova, N. P.
- Shaw, P. J., Cirelli, C., Greenspan, R. J., Tononi, G. Correlates of sleep and waking in Drosophila melanogaster. Science. 287 (5459), 1834-1837 (2000).
- Hendricks, J. C., et al. Rest in Drosophila is a sleep-like state. Neuron. 25 (1), 129-138 (2000).
- Ganguly-Fitzgerald, I., Donlea, J., Shaw, P. J. Waking experience affects sleep need in Drosophila. Science. 313 (5794), 1775-1781 (2006).
- Seugnet, L., Suzuki, Y., Vine, L., Gottschalk, L., Shaw, P. J. D1 receptor activation in the mushroom bodies rescues sleep-loss-induced learning impairments in Drosophila. Current Biology. 18 (15), 1110-1117 (2008).
- Donlea, J. M., Thimgan, M. S., Suzuki, Y., Gottschalk, L., Shaw, P. J. Inducing sleep by remote control facilitates memory consolidation in Drosophila. Science. 332 (6037), 1571-1576 (2011).
- Seidner, G., et al. Identification of Neurons with a Privileged Role in Sleep Homeostasis in Drosophila melanogaster. Current Biology. 25 (22), 2928-2938 (2015).
- Li, X., Yu, F., Guo, A. Sleep deprivation specifically impairs short-term olfactory memory in Drosophila. Sleep. 32 (11), 1417-1424 (2009).
- Melnattur, K., et al. A conserved role for sleep in supporting Spatial Learning in Drosophila. Sleep. , 197 (2020).
- Seugnet, L., Suzuki, Y., Donlea, J. M., Gottschalk, L., Shaw, P. J. Sleep deprivation during early-adult development results in long-lasting learning deficits in adult Drosophila. Sleep. 34 (2), 137-146 (2011).
- Donlea, J. M., Ramanan, N., Shaw, P. J. Use-dependent plasticity in clock neurons regulates sleep need in Drosophila. Science. 324 (5923), 105-108 (2009).
- Bushey, D., Tononi, G., Cirelli, C. Sleep and synaptic homeostasis: structural evidence in Drosophila. Science. 332 (6037), 1576-1581 (2011).
- Huang, S., Piao, C., Beuschel, C. B., Götz, T., Sigrist, S. J. Presynaptic Active Zone Plasticity Encodes Sleep Need in Drosophila. Current Biology. 30 (6), 1077-1091 (2020).
- Kirszenblat, L., et al. Sleep regulates visual selective attention in Drosophila. Journal of Experimental Biology. 221, Pt 24 (2018).
- Singh, P., Donlea, J. M. Bidirectional Regulation of Sleep and Synapse Pruning after Neural Injury. Current Biology. 30 (6), 1063-1076 (2020).
- Stanhope, B. A., Jaggard, J. B., Gratton, M., Brown, E. B., Keene, A. C. Sleep Regulates Glial Plasticity and Expression of the Engulfment Receptor Draper Following Neural Injury. Current Biology. 30 (6), 1092-1101 (2020).
- Kayser, M. S., Yue, Z., Sehgal, A. A critical period of sleep for development of courtship circuitry and behavior in Drosophila. Science. 344 (6181), 269-274 (2014).
- Kayser, M. S., Mainwaring, B., Yue, Z., Sehgal, A. Sleep deprivation suppresses aggression in Drosophila. Elife. 4, 07643 (2015).
- Szuperak, M., et al. A sleep state in Drosophila larvae required for neural stem cell proliferation. Elife. 7, (2018).
- Vaccaro, A., et al. Sleep Loss Can Cause Death through Accumulation of Reactive Oxygen Species in the Gut. Cell. 181 (6), 1307-1328 (2020).
- Kempf, A., Song, S. M., Talbot, C. B., Miesenböck, G. A potassium channel β-subunit couples mitochondrial electron transport to sleep. Nature. 568 (7751), 230-234 (2019).
- Donlea, J. M., Pimentel, D., Miesenböck, G. Neuronal machinery of sleep homeostasis in Drosophila. Neuron. 81 (4), 860-872 (2014).
- Liu, S., Liu, Q., Tabuchi, M., Wu, M. N. Sleep Drive Is Encoded by Neural Plastic Changes in a Dedicated Circuit. Cell. 165 (6), 1347-1360 (2016).
- Pimentel, D., et al. Operation of a homeostatic sleep switch. Nature. 536 (7616), 333-337 (2016).
- Sitaraman, D., et al. Propagation of Homeostatic Sleep Signals by Segregated Synaptic Microcircuits of the Drosophila Mushroom Body. Current Biology. 25 (22), 2915-2927 (2015).
- Foltenyi, K., Greenspan, R. J., Newport, J. W. Activation of EGFR and ERK by rhomboid signaling regulates the consolidation and maintenance of sleep in Drosophila. Nature Neuroscience. 10 (9), 1160-1167 (2007).
- Seugnet, L., et al. Notch signaling modulates sleep homeostasis and learning after sleep deprivation in Drosophila. Current Biology. 21 (10), 835-840 (2011).
- Seugnet, L., Galvin, J. E., Suzuki, Y., Gottschalk, L., Shaw, P. J. Persistent short-term memory defects following sleep deprivation in a Drosophila model of Parkinson disease. Sleep. 32 (8), 984-992 (2009).
- Tabuchi, M., et al. Sleep interacts with aβ to modulate intrinsic neuronal excitability. Current Biology. 25 (6), 702-712 (2015).
- Melnattur, K., Zhang, B., Shaw, P. J. Disrupting flight increases sleep and identifies a novel sleep-promoting pathway in Drosophila. Science Advances. 6 (19), 2166 (2020).
- Thimgan, M. S., Suzuki, Y., Seugnet, L., Gottschalk, L., Shaw, P. J. The perilipin homologue, lipid storage droplet 2, regulates sleep homeostasis and prevents learning impairments following sleep loss. PLOS Biology. 8 (8), (2010).
- Keene, A. C., et al. Clock and cycle limit starvation-induced sleep loss in Drosophila. Current Biology. 20 (13), 1209-1215 (2010).
- Shaw, P. J., Tononi, G., Greenspan, R. J., Robinson, D. F. Stress response genes protect against lethal effects of sleep deprivation in Drosophila. Nature. 417 (6886), 287-291 (2002).
- Andretic, R., Shaw, P. J. Essentials of sleep recordings in Drosophila: moving beyond sleep time. Methods Enzymol. 393, 759-772 (2005).
- Seugnet, L., et al. Identifying sleep regulatory genes using a Drosophila model of insomnia. Journal of Neuroscience. 29 (22), 7148-7157 (2009).
- Bushey, D., Huber, R., Tononi, G., Cirelli, C. Drosophila Hyperkinetic mutants have reduced sleep and impaired memory. Journal of Neuroscience. 27 (20), 5384-5393 (2007).
- Geissmann, Q., et al. Ethoscopes: An open platform for high-throughput ethomics. PLOS Biology. 15 (10), 2003026 (2017).
- Faville, R., Kottler, B., Goodhill, G. J., Shaw, P. J., van Swinderen, B. How deeply does your mutant sleep? Probing arousal to better understand sleep defects in Drosophila. Scientific Reports. 5, 8454 (2015).
- Huber, R., et al.
- Klose, M., Shaw, P. Sleep-drive reprograms clock neuronal identity through CREB-binding protein induced PDFR expression. bioRxiv. , (2019).
- Dissel, S., et al. Sleep restores behavioral plasticity to Drosophila mutants. Current Biology. 25 (10), 1270-1281 (2015).
- Gerstner, J. R., Vanderheyden, W. M., Shaw, P. J., Landry, C. F., Yin, J. C. Fatty-acid binding proteins modulate sleep and enhance long-term memory consolidation in Drosophila. PLoS One. 6 (1), 15890 (2011).
