Polygraphic optagelse Procedure for måling af Sleep i mus

1International Institute for Integrative Sleep Medicine (WPI-IIIS), University of Tsukuba, 2Public Sector/Medical Solutions, Kissei Comtech Co., Ltd
Published 1/25/2016
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Neuroscience

You must be subscribed to JoVE to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit," you agree to our policies.

 

Summary

Cite this Article

Copy Citation

Oishi, Y., Takata, Y., Taguchi, Y., Kohtoh, S., Urade, Y., Lazarus, M. Polygraphic Recording Procedure for Measuring Sleep in Mice. J. Vis. Exp. (107), e53678, doi:10.3791/53678 (2016).

Please note that all translations are automatically generated through Google Translate.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Introduction

Tekniske fremskridt har ofte udfældet kvantespring i forståelsen af ​​neurobiologiske processer. For eksempel, Hans Bergers opdagelse i 1929 at elektriske potentialer optaget fra det menneskelige hovedbunden tog form af sinusformede bølger, hyppigheden af, som var direkte relateret til niveauet af vågenhed af emnet, førte til hurtige fremskridt i forståelsen af ​​søvn-vågne regulering, i både dyr og mennesker ens. 1 Til denne dag electroencephlogram (EEG), sammenholdt med elektromyogram (EMG), dvs.., elektriske aktivitet produceret af skelet muskler, repræsenterer de data "rygrad" af næsten hver eksperimentel og klinisk vurdering, der søger at korrelere adfærd og fysiologi med aktiviteten af ​​corticalneuroner i fungerende dyr, herunder mennesker. I de fleste grundlæggende søvn forskningslaboratorier disse EEG optagelser udføres ved hjælp af et kabel-baseret system (figur 1), hvor erhvervet data udsættes off-line for at mønster og spektralanalyse [f.eks., at anvende en hurtig Fourier-transformation (FFT) algoritme] for at bestemme årvågenhed tilstand af patienten, der registreres. 2, 3 Sleep består af hurtigtvirkende øjenbevægelser (REM) og ikke-REM (NREM) søvn. REM-søvn er karakteriseret ved en hurtig lav spænding EEG, tilfældige øjenbevægelser, og muskel atonia, en tilstand, hvor musklerne effektivt lammet. REM-søvn er også kendt som paradoksalt søvn, fordi hjerneaktivitet ligner vågenhed, mens kroppen er i vid udstrækning adskilt fra hjernen og synes at være i dyb søvn. Derimod er motorneuroner stimuleres under NREM søvn, men der er ingen øjenbevægelser. Menneskelig NREM søvn kan opdeles i 4 faser, hvor fase 4 kaldes dyb søvn eller slow-wave søvn og er identificeret ved store, langsomme hjernebølger med delta-aktivitet mellem 0,5-4 Hz i EEG. På den anden side, en opdeling mellem faser NREM søvn i mindre dyr, som rotter and mus, er ikke fastslået, hovedsagelig fordi de ikke har lange konsoliderede søvnperioder som ses hos mennesker.

I årenes løb, og på grundlag af EEG fortolkning flere modeller af søvn-vågne regulering, både kredsløbs- og humorale-baseret, er blevet foreslået. Det neurale og cellulære grundlag af behovet for søvn eller alternativt "sleep-drev," forbliver uløst, men er blevet konceptualiseret som en homøostatisk tryk, der bygger i den vågne periode, og spredes af søvn. En teori er, at endogene somnogenic faktorer ophobes under vågenhed, og at deres gradvise ophobning er fundament søvn homeostatiske pres. Mens den første formelle hypotese, at søvn er reguleret af humorale faktorer er blevet krediteret Rosenbaum arbejde offentliggjort i 1892 4, var det Ishimori 5, 6 og Pieron 7, der selvstændigt, og over 100 år siden, viste, at der findes søvn-fremmende stoffer. Både forskere foreslået, og faktisk bevist, at hypnogenic stoffer eller 'hypnotoxins' var til stede i den cerebrale spinalvæske (CSF) i søvn-berøvet hunde. 8 I løbet af det sidste århundrede flere andre formodede hypnogenic stoffer impliceret i søvn homeostatiske proces er blevet identificeret (for en oversigt, se ref. 9), herunder prostaglandin (PG) D2, 10 cytokiner, 11 adenosin, 12 anandamid, 13 og urotensin II peptid. 14

Eksperimentelt arbejde ved Economo 15, 16, Moruzzi og magoun 17, og andre i de tidlige og medio 20. producerede fund århundrede, der inspirerede circuit-baserede teorier om søvn og vågenhed, og til en vis grad, overskyggede den daværende humorale teori om sove. Til dato har flere "circuit modeller" blevet foreslået, hver informeret af data af varierende kvalitet og mængde (til gennemsyn, se ref. 18). Den ene modelFor eksempel foreslår, at slow-wave sleep genereres gennem adenosin-medieret hæmning af acetylcholin-frigivelse fra cholinerge neuroner i den basale forhjerne, et område hovedsageligt bestaaende af kernen af ​​den vandrette del af det diagonale bånd af Broca og substantia inominata. 19 En anden populær model af søvn / wake regulering beskriver en flip-flop-kontakt mekanisme på grundlag af gensidigt hæmmende interaktioner mellem søvndyssende neuroner i ventrolaterale præoptiske område og morgenvækning fremkaldende neuroner i hypothalamus og hjernestammen. 18, 20, 21 Desuden er det for at skifte ind og ud af REM-søvn, er blevet foreslået en lignende gensidigt hæmmende interaktion for områder i hjernestammen, som er den ventrale periaqueductal grå, lateral pontin tegmentum og sublaterodorsal kerne. 22. Tilsammen har disse modeller vist sig værdifulde heuristik og gav vigtige fortolkende rammer for studier i søvn forskning; imidlertid en It bedre forståelse for de molekylære mekanismer og kredsløb, der regulerer søvn-vågne cyklus vil kræve en mere komplet viden om dets komponenter. Systemet til polygrafisk optagelse beskrevet nedenfor bør støtte i dette mål.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Etik Statement: Procedurer, der involverer dyr fag er blevet godkendt af Institutional Animal Experiment udvalget ved University of Tsukuba.

1. Fremstilling af elektroder og kabler til EEG / EMG optagelser

  1. Forbered EEG / EMG optagelse elektrode ifølge den følgende fremgangsmåde.
    Bemærk: Elektroden er til engangsbrug og kan kun anvendes til 1 dyr. Planlæg omhyggeligt ledninger konfiguration for alle stik. Placer mærker på stik til den rigtige retning.
    1. Lod hver stift af en 4-pin header til en 2-cm rustfri ståltråd. Kort sagt, hold den ene ende af ledningen til pin, placere en varm loddekolbe på wire-pin joint, og smelte nogle lodde at sikre, at lige nok lodde kører problemfrit ind i leddet. Vær forsigtig med ikke at anvende for meget varme til stiften; ellers vil plastmateriale omkring stifterne smelte.
    2. Lod den frie ende af hver af 2 ledninger fastgjort til stiften header til hovedetaf en 1,0-mm-diameter rustfrit stål skrue. Kort sagt, skal du holde den frie ende af ledningen til tråden under skruehovedet, placere en varm loddekolbe på wire-skruen fælles, og smelte nogle lodde at sikre, at lige nok lodde kører problemfrit ind i leddet. De 2 ledninger med skruer tjene som EEG optagelse elektroder, mens de 2 ledninger uden skruer tjene som EMG optagelse elektroder.
    3. Brug en saks til at strip off 1 mm af isoleringen i slutningen af ​​EMG elektroder til at øge kvaliteten af ​​EMG-signalet.
    4. Helt dækker alle lodninger pins med epoxy lim ved hjælp af en tynd træpind eller tand pick for at reducere den elektriske støj under EEG / EMG optagelser.
  2. Forbered et kabel til at forbinde elektroden med glideringen som beskrevet nedenfor. Dette kabel kan genbruges.
    1. Lod hver pin af et 4-bens FFC / FPC stik med en ledning af en 30-cm fladskærms-kabel. Kort sagt, skal du holde den afisolerede ende af ledningen til pin, placere en varm loddekolbepå wire-pin joint, og smelte nogle lodde at sikre, at lige nok lodde kører problemfrit ind i leddet.
      Bemærk: Vælg længden på det flade kabel, som er passende for højden af ​​forsøgsdyr bur bruges til EEG / EMG optagelser.
    2. Lodde crimp stikkontakter til et tip af ledninger på den anden ende af det flade kabel. Kort sagt, holde en krympe stikket til afisolerede frie ende af ledningen, placere en varm loddekolbe på wire-socket joint, og smelte nogle lodde at sikre, at lige nok lodde kører problemfrit ind i leddet.
    3. Sæt hver krympe stikket i en 4-stillingen crimp boliger.
    4. Helt dække krympe stikkontakter med epoxy lim ved hjælp af en tynd træpind eller tand pick.

2. Implantation af elektroder i Mouse Head (Varighed:. Ca. 20 min)

  1. Sterilisere alle kirurgiske værktøjer i en varm perle sterilisator før operationen. Bedøver en hanmus (10 - 20 uger gamle, 20 - 30 g)med en intraperitoneal injektion af pentobarbital (50 mg / kg). Efter kontrol, at musen er dybt bedøvet ved at klemme en tå, barbere håret på hovedet og halsen med neglesaks.
  2. Flyt musen til det stereotaktisk ramme, og fastgør hovedet mellem de 2 øre barer. Påfør vaseline på øjnene for at forhindre tørhed. Rens den barberede hud med alkohol og skære det langs midterlinien med en skalpel for at blotlægge kraniet. Clip huden for at holde det kirurgiske område åben.
  3. Ved hjælp af en hårdmetal kniv (borstørrelse: 0,8 mm diameter), bore 2 huller i kraniet, en over den frontale kortikale område (1 mm anterior Bregma, 1,5 mm lateralt for midterlinien) og den anden over parietale område ( 1 mm anterior til lambda, 1,5 mm lateralt for midterlinien) i højre hjernehalvdel, ifølge stereotaksiske koordinater Paxinos og Franklin. 23
  4. Ved at bruge en guldsmedens skruetrækker, sted rustfrit stål EEG optagelse skruer i hullerne og gøre 2 - 2,5 omgange for hver skruew til epidural positionering over cortex.
    Bemærk: Sæt ikke skruerne for dyb til at undgå skader på hjernevævet. Kontroller, at skruerne stramt er fastgjort på kraniet. Det er vigtigt at have stabile EEG-signaler i en lang periode af flere optagelser (typisk mere end 1 måned). Wiggly skruer producerer EEG artefakter og kan komme ud inden udgangen af ​​den eksperimentelle tidsplan.
  5. Fastgør elektrodekonstruktionen (jf § 1.1, stifter vendt opad) med øjeblikkelig lim til kraniet og dække med dental cement. Gøre bilateralt små huller med en pincet i trapezius (hals) muskler og sæt rustfri ståltråde, der tjener som EMG elektroder ind i hullerne. Sy huden med en silketråd (diameter 0,1 mm) for at undgå udsættelse af musklen.
  6. Fjern musen fra stereotaktisk ramme. Administrere ampicillin (100 mg / kg) og meloxicam (1 mg / kg) intraperitonealt til musen for at undgå bakteriel infektion og for at reducere post-operative smerter, henholdsvis. KeEP musen på en varmepude og overvåge den, indtil den har genvundet tilstrækkelig bevidsthed til at opretholde brystleje. Hus musen individuelt under restitution for at undgå fjernelse af elektroder af andre dyr, og administrere meloxicam (1 mg / kg) intraperitonealt på den første dag efter operationen.

3. Registrering og Erhvervelse EEG / EMG data

  1. Efter en 1-ugers restitutionsperiode, hus hver mus individuelt i en eksperimentel bur placeret i et lydisoleret optagelse kammer. Oprethold en omgivende temperatur på 23 ± 1 ° C og automatisk styre cyklusser af 12-timers lys / 12-timers mørke (lys på i 08:00, belysning intensitet ~ 100 lux).
  2. Slut EEG / EMG elektrodeaggregatet på musen hovedet til en optagelse kabel. Sørg for, at optagelsen kablet er sluttet til en slip ring (som er konstrueret således, at bevægelser af musen ikke er begrænset af vridning af kablet) og en EEG / EMG-signal forstærker. Filter EEG / EMG signaler (EEG, 0,5-64 Hz; EMG, 16-64 Hz), digitalisere ved en samplingfrekvens på 128 Hz ved en analog-til-digital-konverter (A / D) og endelig optage på en computer, der kører EEG / EMG optagelse software (tabel 'Materialer', 4 th post fra bunden).
  3. Vænne musen til 2 - 3 dage i optagelsen kammer. Hvis EEG / EMG optagelse omfatter intraperitoneale administrationer narkotika, forsigtigt håndtere musen på hver tilvænning dag på tidspunktet for lægemiddelindgivelse.
  4. Efterfølgende starter EEG / EMG optagelse software (tabel 'Materialer', 4 th indgang fra bunden).
    1. Vælg "Data filoplysninger" fanen og klik på boksen ved siden af ​​filnavnet. Indtast et filnavn, og klik på "Gem".
    2. Vælg fanen 'Optagelse tilstand', og vælg alle EEG / EMG-kanaler, som vil blive optaget.
    3. Vælg samplingsfrekvens (128 Hz) i fanebladet 'Recording tilstand «.
    4. Kontroller, om de valgte kanaler vises korrekt i the 'Channel information «fane.
    5. Vælg fanen 'Timer indstilling ", og klik på' Overvåg 'for at vise EEG og EMG.
    6. Kontroller, om EEG / EMG-signaler vises korrekt.
    7. Vælg fanen 'Timer indstilling "og indstille uret tiden for begyndelsen og slutningen af ​​optagelsen i" Main Timer' område.
    8. Klik på 'Overvåg' under fanen 'Timer indstilling' for at starte optagelsen.
  5. Optag EEG / EMG-signaler under baseline (dvs.., Søvn / wake opførsel af en frit opfører mus) og forskellige behandlingsformer (f.eks., Koffein administration eller fingeret behandling) over flere dage. Aflive musen med en intraperitoneal injektion af pentobarbital (200 mg / kg) efter den sidste forsøgsdag.

4. Scoring af Behavioral stat baseret på EEG / EMG data

  1. Start softwaren til EEG / EMG-analyse (tabel 'Materialer', 4 th indrejse fra bunden). Åbn EEG / EMG rådata (.kcd fil) produceret under trin 3. Klik på fanen 'Sleep', og vælg Epoch tid. Vælg 10 sek.
  2. Klik på fanen 'Sleep' og vælg 'Multi-screening "for automatisk at score alle 10-sec epoker i 3 faser (dvs.., NREM og REM-søvn, og vågenhed) på grundlag af de amplituder af EEG og EMG og magt spektralanalyse af EEG. 3
  3. Klik 'FFT betingelse for EEG.
  4. Indstil parametrene for magt spektralanalyse [256 henføringspunkter (svarende til 2 sek af EEG), Hanning vindue funktion, og gennemsnittet af 5 spektre pr epoke]. 3 Klik på 'OK'.
  5. Klik på 'Start Screening' for at starte den automatiske screening. Åbn ridsede data (.raf fil).
  6. Kontroller resultaterne af den automatiske screening og om nødvendigt rette dem manuelt baseret på standard kriterier (se Repræsentative resultater, figur 1B og tabel 1 2, 3 Kort fortalt klik og hold venstre museknap på en forkert scoret epoke og træk markøren hen over perlerække af forkert scorede epoker. Slip museknappen til venstre og vælge den korrekte adfærdsmæssige tilstand i pop-up vindue.
    Bemærk: lejlighedsvis, er vanskelige at score entydigt til én stat epoker ved overgangen mellem to årvågne stater. I sådanne tilfælde bør den epoke blive scoret til angivelige stat og de samme kriterier bør anvendes på lignende epoker i hele eksperimentet for at sikre data reproducerbarhed.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 1B illustrerer eksempler på muse EEG i de forskellige lande årvågenhed. Som vist i tabel 1, er epoker klassificeret som NREM søvn, hvis EEG viser store, langsomme hjernebølger med en delta rytme under 4 Hz og EMG kun har en svag eller intet signal. Epoker klassificeres som REM-søvn, hvis EEG viser hurtige lav spænding hjerne bølger i theta området mellem 6 og 10 Hz og EMG viser lav amplitude. Andre epoker bør klassificeres som vågenhed (dvs.., Lav til moderat spænding EEG og forekomst af EMG aktivitet).

For eksempel kan EEG / EMG optagelse opsætning beskrevet i denne protokol anvendes til at bestemme mængden søvn og søvn / wake profil C57BL / 6-mus under grundlinjebetingelser eller efter behandling med koffein (figur 2 og 3).

Under baseline betingelser, mus, som er natdyr, udviste en klar døgnrytmen søvn-vågne rytme, som det ses i disse figurer, med større mængder af søvn under lysperioden end i mørke en (figur 2A). I løbet af 12-timers lys periode mus viste 6,7 timer og 0,9 timer af NREM og REM-søvn, henholdsvis; henviser i 12-timers mørke periode, vågenhed var fremherskende (figur 2B). På den anden side, kan kvaliteten af søvn evalueres på grundlag af årvågenhed, og EEG effektspektrum analyse (figur 2C-F). Typisk kan polygraphic optagelser af EEG og EMG anvendes til at bestemme episode varighed distribution, gennemsnitlige varighed og fase overgang nummer for hver årvågenhed tilstand (figur 2C-E). Desuden EEG effektspektrum for NREM og REM-søvn hos mus under lys og mørke periode (figur 2F) viser stærk EEG effekttæthed i frekvensområdet på 0,5 - 4 Hz og 6 - 10Hz, hhv. Det skal bemærkes, at EEG under REM-søvn omfatter små mængder deltabølger (0,5 - 4 Hz), idet blandet tilstande af NREM og REM-søvn er undertiden en kontaminant.

For at vurdere virkningerne narkotika på søvn-vågne opførsel af mus, er 24-30 EEG og EMG typisk optaget i 2 på hinanden følgende dage. For at bestemme, for eksempel ophidselse effekten af koffein på C57BL / 6-mus, 24 mus blev behandlet med vehikel (10 ml / kg saltvand; intraperitonealt) på dag 1 klokken 10.00 i den tidlige fase af lysperioden. Dyrene blev derefter behandlet med koffein (15 mg / kg) 24 timer senere, og årvågenhed stater blev klassificeret offline i vågne, REM søvn og NREM søvn Figur 3A viser typiske eksempler på EEG, EMG og hypnograms efter administrationen af. koffein (lavere polysomnografiske paneler) eller vehikel (øvre polysomnografiske paneler) i en C57BL / 6 mus. Koffein increased mængden af vågenhed i C57BL / 6-mus 2,8-fold i 3 timer efter injektionen (figur 3B).

Figur 1
Figur 1. Sleep Bioassay System for mus.

(A) at overvåge EEG-signaler, er rustfrit stål skruer implanteret epiduralt over frontale kortikale og parietale områder af 1 halvkugle. Desuden er EMG-aktivitet overvåges af rustfri ståltråde placeret bilateralt inden trapezius muskler. (B) Typiske eksempler på EEG, EMG og EEG effekttæthed for 10 sek under NREM eller REM-søvn eller vågenhed hos en mus. I NREM søvn, EEG viser høj amplitude bølger; og delta-båndet (0,5 - 4 Hz) er dominerende (venstre). I REM-søvn, EEG viser lav amplitude bølger, med theta-båndet (6-10 Hz) er dominerende (i midten). I vågen tilstand, EEG viser lav amplitude bølger, uden at være dominerende frekvens (højre). EMG signaler er lavere i både NREM og REM-søvn end i vågenhed. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2. Sleep-wake profiler under Baseline Forholdene i C57BL / 6 mus vurderet af EEG / EMG optagelser.

(A) Time-kursus ændringer i timeløn mængde af hver adfærdsmæssige etape. Hvide og sorte bjælker over x -axes angiver de lyse og mørke perioder, henholdsvis. (B) Samlet beløb for hvert trin i 12 timer viser en større mængde NREM og REM-søvn i løbet lyset periode sammenlignet med i mørke periode. (C) Fordeling af episode varigheden af hver etape. (D) Mean varigheden af hver etape er længere til vågenhed i mørke periode. (E) Stage-overgang antal hvert trin viser hyppigere overgange i lyset periode. (F) EEG power spektrum under NREM og REM-søvn viser væsentlige ingen forskel power-density mellem lyse og mørke perioder. Data er præsenteret som gennemsnit ± SEM (n = 5). * P <0,05, ** p <0,01, som vurderet af parret to-tailed Students t-test. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3
Figur 3. Arousal Effekt af Koffein vurderet af EEG / EMG Recordings.

(A) typiske eksempler på EEG, EMG og hypnograms efter administration af vehikel (øverste panel) eller koffein i en dosis på 15 mg / kg (nedre panel). (B) tidsforløb for vågenhed hos mus behandlet med koffein. (C) Vågenhed over en 3-timers periode efter injektion af koffein. Data er præsenteret som gennemsnit ± SEM (n = 5). ** P <0,01 sammenlignet med vehikel injektion, som vurderet af parret to-tailed Students t-test. Klik her for at se en større version af dette tal.

NREM søvn REM-søvn Vågenhed
EEG amplitude Høj Lav Lav
Dominerende EEG frekvens Delta band (0,5 - 4 Hz) Theta band (6 - 10 Hz) Ingen
EMG amplitude Lav Lav Høj

Tabel 1: Generelle kriterier til at score Behavioral staterne ved EEG / EMG signaler.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne protokol beskriver et set-up for EEG / EMG optagelser, der tillader en vurdering af søvn og vågenhed under lav-støj, omkostningseffektive, og high-throughput betingelser. På grund af den lille størrelse af EEG / EMG elektrodehoved samling, kan dette system kombineres med andre implantater til intra-hjerne eksperimenter, herunder optogenetics (optisk fiber implantation) eller, i forbindelse med samtidig kanyle implantation, microinfusion af lægemidler i musen hjernen. 31 Desuden er udformningen af elektroden hovedsamlingen med hensyn til multi-pin headers giver fleksibilitet i antallet af registreringskanaler, hvis målingen af yderligere elektriske signaler (f.eks., kontralaterale EEG, electrooculogram eller lokal potentielle felt) er påkrævet .

Dog er enkelte boliger nødvendig for kabel-baseret design er beskrevet i denne protokol, som derfor begrænser vurdering af adfærdsmæssige tilstande, dvs.., Søvn og wakefulness, i kombination med social interaktion eller komplekse adfærdstesten. I disse tilfælde er et trådløst system søvn overvågning sandsynligvis mere egnet, selv om telemetriske anordninger er ikke uden egne begrænsende funktioner, især batteriomkostninger og liv.

Kvaliteten af EEG / EMG signaler er vigtigt for scoring af adfærdsmæssige tilstande svarende til de kriterier, der er vist i figur 1 og tabel 1. Wiggly elektroder (dvs.., Skruer) er ofte årsagen til elektrisk støj resulterer i artefakter i EEG og FFT analyse. Desuden er det vigtigt for kvaliteten af ​​EEG signalet til helt at dække elektrodestykkerne skruer med dentalcement at undgå luftbobler mellem skruerne og cement, hvilket resulterer i øget elektrisk støj. Kvaliteten af ​​EEG-signaler kan kontrolleres i en tydeligvis sovende musen ved visuelt bekræfter, at de har en høj amplitude og lav frekvens.

Omkostninger ogtid til implantat elektroder er kritiske faktorer for mange søvn forskningslaboratorier og betragtes som et væsentlig ulempe for storstilet screening af søvn-vågne adfærd hos mus. Kan etableres EEG / EMG registreringssystem beskrevet her og drives ved lav til moderat omkostninger, herunder løbende omkostninger for elektrode materialer og medicinske forsyninger (ca. 2 USD pr mus) og investeringer til EEG / EMG kontrolapparater (slip ring, forstærker og A / D-konverter, ca. 2.000 USD per mus).

Med hensyn til tiden, kan en dygtig forsker indgå elektrodeimplantation for 1 mus i mindre end 20 minutter; og dermed er det muligt at operere på mere end 20 mus per dag. En anden vigtig faktor for den samlede effektivitet af vurderingen af ​​søvn på grundlag af EEG / EMG måling er brugen af ​​software til erhvervelse og automatisk scoring af EEG / EMG data. Til disse formål, en række kommercielle og egenudviklede software er tilgængelig med enhøj variabilitet i prisfastsættelse eller scoring nøjagtighed.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4-pin header Hirose A3B-4PA-2DSA(71)
Ampicillin Meiji Seika
Analog-to-digital converter Contec AD16-16U(PCIEV)
Caffeine Sigma C0750
Carbide cutter Minitor B1055
Crimp housing Hirose DF11-4DS-2C
Crimp socket Hirose DF11-30SC
Dental cement (Toughron Rebase) Miki Chemical Product
Epoxy adhesive Konishi #16351
FFC/FPC connector Honda Tsushin Kogyo FFC-10BMEP1(B)
Flat cable Hitachi Cable 20528-ST LF
Instant glue (Aron Alpha A) Toagosei N/A
Meloxicam Boehringer Ingelheim N/A
Pentobarbital Kyoritsu Seiyaku N/A
Signal amplifier Biotex N/A
Sleep recording chamber APL N/A
SleepSign software Kissei Comtec N/A for EEG/EMG recording/analysis
Slip ring Biotex N/A
Stainless steel screw Yamazaki N/A φ1.0 × 2.0
Stainless steel wire Cooner Wire AS633

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Berger, H. Über das Elektrenkephalogramm des Menschen. Arch. Psych. 87, (1), 527-570 (1929).
  2. Tobler, I., Deboer, T., Fischer, M. Sleep and sleep regulation in normal and prion protein-deficient mice. J. Neurosci. 17, (5), 1869-1879 (1997).
  3. Kohtoh, S., et al. Algorithm for sleep scoring in experimental animals based on fast Fourier transform power spectrum analysis of the electroencephalogram. Sleep Biol. Rhythm. 6, (3), 163-171 (2008).
  4. Rosenbaum, E. Warum müssen wir schlafen? : eine neue Theorie des Schlafes. August Hirschwald. (1892).
  5. Kubota, K. Kuniomi Ishimori and the first discovery of sleep-inducing substances in the brain. Neurosci. Res. 6, (6), 497-518 (1989).
  6. Ishimori, K. True cause of sleep: a hypnogenic substance as evidenced in the brain of sleep-deprived animals. Tokyo Igakkai Zasshi. 23, 429-457 (1909).
  7. Legendre, R., Pieron, H. Recherches sur le besoin de sommeil consécutif à une veille prolongée. Z. Allegem. Physiol. 14, 235-262 (1913).
  8. Inoué, S., Honda, K., Komoda, Y. Sleep as neuronal detoxification and restitution. Behav. Brain. Res. 69, (1-2), 91-96 (1995).
  9. Urade, Y., Hayaishi, O. Prostaglandin D2 and sleep/wake regulation. Sleep Med. Rev. 15, (6), 411-418 (2011).
  10. Ueno, R., Ishikawa, Y., Nakayama, T., Hayaishi, O. Prostaglandin D2 induces sleep when microinjected into the preoptic area of conscious rats. Biochem. Biophys. Res. Commun. 109, (2), 576-582 (1982).
  11. Krueger, J. M., Walter, J., Dinarello, C. A., Wolff, S. M., Chedid, L. Sleep-promoting effects of endogenous pyrogen (interleukin-1). Am. J. Physiol. 246, (6 Pt 2), R994-R999 (1984).
  12. Porkka-Heiskanen, T., et al. Adenosine: a mediator of the sleep-inducing effects of prolonged wakefulness. Science. 276, (5316), 1265-1268 (1997).
  13. Garcia-Garcia, F., Acosta-Pena, E., Venebra-Munoz, A., Murillo-Rodriguez, E. Sleep-inducing factors. CNS Neurol. Disord. Drug. Targets. 8, (4), 235-244 (2009).
  14. Huitron-Resendiz, S., et al. Urotensin II modulates rapid eye movement sleep through activation of brainstem cholinergic neurons. J. Neurosci. 25, (23), 5465-5474 (2005).
  15. Wilkins, R. H., Brody, I. A. Encephalitis lethargica. Arch. Neurol. 18, (3), 324-328 (1968).
  16. von Economo, C. Die encephalitis lethargica. Wien. Klin. Wochenschr. 30, 581-585 (1917).
  17. Moruzzi, G., Magoun, H. W. Brain stem reticular formation and activation of the EEG. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1, (4), 455-473 (1949).
  18. Saper, C. B., Fuller, P. M., Pedersen, N. P., Lu, J., Scammell, T. E. Sleep state switching. Neuron. 68, (6), 1023-1042 (2010).
  19. Jones, B. E. Progress in Brain Research. Krnjevic , K., L, D. escarries, S, M. ircea 145, Elsevier. 157-169 (2004).
  20. Saper, C. B., Scammell, T. E., Lu, J. Hypothalamic regulation of sleep and circadian rhythms. Nature. 437, (7063), 1257-1263 (2005).
  21. Fort, P., Bassetti, C. L., Luppi, P. H. Alternating vigilance states: new insights regarding neuronal networks and mechanisms. Eur. J. Neurosci. 29, (9), 1741-1753 (2009).
  22. Lu, J., Sherman, D., Devor, M., Saper, C. B. A putative flip-flop switch for control of REM sleep. Nature. 441, (7093), 589-594 (2006).
  23. Paxinos, G., Franklin, K. B. J. The mouse brain in stereotaxic coordinates. Academic. (2001).
  24. Lazarus, M., et al. Arousal effect of caffeine depends on adenosine A2A receptors in the shell of the nucleus accumbens. J. Neurosci. 31, (27), 10067-10075 (2011).
  25. Huang, Z. L., et al. Adenosine A2A, but not A1, receptors mediate the arousal effect of caffeine. Nat. Neurosci. 8, (7), 858-859 (2005).
  26. Qu, W. M., Huang, Z. L., Xu, X. H., Matsumoto, N., Urade, Y. Dopaminergic D1 and D2 receptors are essential for the arousal effect of modafinil. J. Neurosci. 28, (34), 8462-8469 (2008).
  27. Huang, Z. L., et al. Arousal effect of orexin A depends on activation of the histaminergic system. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98, (17), 9965-9970 (2001).
  28. Xu, Q., et al. A mouse model mimicking human first night effect for the evaluation of hypnotics. Pharmacol. Biochem. Behav. 116, 129-136 (2014).
  29. Cho, S., et al. Marine polyphenol phlorotannins promote non-rapid eye movement sleep in mice via the benzodiazepine site of the GABAA receptor. Psychopharmacol. 231, (14), 2825-2837 (2014).
  30. Liu, Y. Y., et al. Piromelatine exerts antinociceptive effect via melatonin, opioid, and 5HT1A receptors and hypnotic effect via melatonin receptors in a mouse model of neuropathic pain. Psychopharmacol. 231, (20), 3973-3985 (2014).
  31. Qu, W. M., et al. Lipocalin-type prostaglandin D synthase produces prostaglandin D2 involved in regulation of physiological sleep. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 103, (47), 17949-17954 (2006).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats