수 면 기간 설치류의 비 침범 성, 높은 처리량 결정
Summary
활동 기반 홈 케이지 모니터링 통해 수 면을 측정 하는 높은 처리량 방법을 설명 합니다. 이 방법은 전통적인 뇌 파 기반 방법에 비해 이점이 있습니다. 그것은 잘 총 수 면 기간 결정에 대 한 유효성을 검사 하 고 인간 질병의 설치류 모델에서 수 면을 모니터링 하는 강력한 도구가 될 수 있습니다.
Abstract
전통적으로, 수 면 뇌 파 (EEG)에 의해 모니터링 됩니다. 설치류에서 뇌 파 연구는 긴 회복 기간 다음에 전극의 외과 이식이 필요 합니다. 뇌 파 녹음을 수행 하려면 동물 머리 마운트 부자연 스러운 밧줄 만들기는 수신기에 연결 됩니다. 뇌 파 모니터링 하는 것은 시간이 걸리는, 캐리는 동물에 위험 및 수 면의 측정에 대 한 완전히 자연 설정 되지 않습니다. 높은 처리량 패션에 특히 수 면을 감지 하는 다른 방법 수 면 연구의 분야를 사전 크게 것 이다. 여기, 우리 집 케이지 모니터링 활동 기반을 통해 수 면을 탐지 하기 위한 검증된 방법 설명. 이전 연구는이 방법을 통해 평가 하는 수 면 수 면 뇌 파 기반 전통적인 측정에 의해 정의 된 계약의 높은 학위를가지고 나타났습니다. 이 메서드는 전체 수 면 시간에 대 한 유효성을 검사 하는 반면에, 그것은 수 면 시 합 기간 더 나은 시간 해상도 뇌 파에 의해 평가 되어야 한다 주의 하는 것이 중요. 빠른 안구 운동 (REM)과 비-REM 수 면, 수 면의 정확한 본질에 대 한 더 많은 세부 정보를 제공에 뇌 파 차별화할 수 있습니다. 그럼에도 불구 하 고, 활동 기반 수 면 결정 그대로 수 면의 여러 일을 분석 하 고 (스트레스) 같은 급성 이벤트에 대 한 응답으로 수 면을 평가 하기 위해 사용할 수 있습니다. 여기, 우리가 매일 복 주사에 대 한 마우스의 응답을 검출 하기 위하여이 시스템의 힘을 보여줍니다.
Introduction
수 면 신체와 뇌 깨어1일일 부담을 다음의 복원에 대 한 중요 한 기능이 있다. 그것은 보였다 수 면 메모리 보존 및 일반적인 뇌가 소성1역할을 한다. 뇌 파 감지 수 면2골드 표준입니다. 설치류, 뇌 파 모니터링 후 동물 필요2복구 기간 머리 마운트에 부착 된 전극의 외과 이식을 합니다. 복구 후 동물 녹음 장치에 연결 하 고 다른 주어진 habituation2의 기간. 복구 및 습관 들 임이 필요한 기간 때문에 뇌 파 시간이 소모 하 고 힘 드는 하 고 큰 규모에서 합리적으로 수행할 수 없습니다. 또한, 전극 이식의 수술 동물에 내재 된 위험을 운반합니다. 마지막으로, 수 면 뇌 파 연구에서 득점을 위한 데이터 분석 또한 매우 힘 드는입니다. 대신, 비-침략 적, 높은 처리량 방법 수 면 모니터링의 설치류 수 면 연구를 원조 크게 것 이다.
활동 기반 홈 케이지 모니터링 시스템 절전을 검색 하는 데 사용 뇌 파 연구의 한계를 해결 합니다. 간단한 전제가 이다 비활성 동물 가능성이 자 동물. 그것은 보였다 그 40 연속 비활성 (10 s 신 기원에 있는 범주화)의 s 수 면 뇌 파 (88-94% 계약을 표시)3측정 된 신뢰할 수 있는 측정 이다. 홈-케이지 모니터링 시스템 공부 최소한의 설정 시간으로 동물의 큰 그룹을 사용할 수 있습니다. 우리는 동물 약 1 일 하는 데 걸리는 복구 뇌 파 연구2에 필요한 주 달리 홈 케이지 모니터링 시스템4 개별 주택에 길 들 나타났습니다. 또한, 일부 설정 또한 핵심 체온, 심장 박동, 활동, 및 먹이 등 생리 적 매개 변수를 검색할 수 있습니다. 온도 심장 박동 작은 송신기의 주입에서 결정 됩니다. 이 매개 변수는 마우스에 대 한 자세한 정보를 제공할 수 있습니다 그리고 수 면 및 그것 영향의 우리의 이해에 더 추가할 수 면 녹화와 동시에 사용할 수 있습니다.
그것은 강력한 도구, 홈-케이지 모니터링 활동 기반에서 취득 될 수 있는 데이터의 종류를 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 뇌 파 연구 rem 수 면과 비-REM 수 면, 수 면 아키텍처의 깊은 이해에 대 한 중요 구별할 수 있습니다. 활동 기반 홈 케이지 모니터링 시스템만 총 수 면 시간에 대 한 데이터를 제공할 수 있습니다. 또한, 홈-케이지 모니터링 활동 기반에 대 한 출력 수 면 시 합 기간에 대 한 정보를 제공, 하지만 우리 수 없습니다 정확 하 게 평가 시 합 기간 40 s 간격3의 고유한 제한 때문에. 이러한 제한에도 불구 하 고 홈-케이지 수 면 기간 모니터링 동물의 건강과 행동5를 포함 하 여 많은 다운스트림 요소에 영향을 미칠 수 있는 중요 한 생물 측정을 제공 합니다.
홈-케이지 모니터링 활동 기반은 그것의 다양성을 나타내는 많은 연구에서 수 면을 감지 하 사용 되었습니다. 우리는 이러한 연구4,6,7,8,9,10,,1112의 샘플을 인용. 제시 하는 메서드와 검색 활동 기반 모니터링, 각 포함 하는 자체 제한13,14을 통해 수 면의 다른 방법이 있다. 이러한 연구의 일부 검사 중단된 자 (72 h)의 오랜 기간 동안 일부 수 면 검사 24 h에. 본이 연구에서는 우리 일상 복 (IP) 주사 하 고 허약한 X 증후군 (Fmr1 코 쥐)의 마우스 모델에서 정기적인 케이지 변화에 응답 후 각 24 시간 동안 수 면 분석을 제시. 그들은 수 면4 감소 때문에 하이퍼-반응 감각 정보15수 hypothesized Fmr1 코 마우스 선택 했습니다. 우리의 데이터는 스트레스 이벤트에 대 한 응답에서 수 면 패턴에 변화를 감지 하는 능력을 강조 표시 합니다. 이 메서드는 마우스의 큰 동료에서 수 면에 대 한 일반 정보를 얻기 위해 이상적. 메서드는 특정 유전 변경 수 면, 약물 치료, 또는 스트레스 등의 이벤트에 대 한 응답의 효과의 효과 이해 하는 데 유용할 수 있습니다. 또한, 메서드는 더 많은 연구를 시작 하기 전에 응답에 대 한 심사의 간단한 수단을 제공 합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기, 우리는 수 면 기간 홈 장에 모니터링 활동에 따라 결정 하는 비 침범 성, 높은 처리량 방법 제시. 총 수 면 시간에 대 한 평가의이 방법은 뇌 파 연구3에 대 한 검증 되었습니다. 활동 기반 홈 케이지 모니터링 하는 것이 간단 하 고, 비 침범 성, 동물의 많은 수에 인구 연구에 적용 합니다. 그것은 제한에 그것 (수 면 시 합 기간 및 수 면 단계) 등 수 면에 대 한 자세한 정보를 ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자 그들의 편집에 NIH 동료 편집 위원회를 인정 하 고 싶습니다. 이 연구는 NIMH (지아 MH00889)의 교내 연구 프로그램에 의해 투자 되었다. RMS는 FRAXA 박사 친교에 의해 또한 지원 되었다.
Materials
| 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 |
Referências
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