Determinazione non invasiva, High-throughput di durata di sonno in roditori

Sonno ha funzioni importanti per il restauro del corpo e del cervello che segue il carico quotidiano di Veglia¹. È stato dimostrato che il sonno gioca un ruolo nella conservazione della memoria e di plasticità cerebrale generale¹. L’EEG è il gold standard per rilevare il sonno². Nei roditori, monitoraggio EEG richiede l’impianto chirurgico di elettrodi applicata ad un testa-mount, dopo che l’animale ha bisogno di un periodo di tempo per recuperare². Dopo il recupero, l’animale è collegato al dispositivo di registrazione e viene dato un altro periodo di assuefazione². A causa di questi necessari periodi di recupero e assuefazione, EEG è che richiede tempo e laborioso e non può essere ragionevolmente eseguita su larga scala. Inoltre, la procedura chirurgica di impianto dell’elettrodo trasporta un rischio intrinseco all’animale. Infine, l’analisi dei dati per il Punteggio di sonno negli studi di EEG è molto laborioso. In alternativa, metodo non invasivo, ad alta produttività di sonno monitoraggio sarebbe molto gli aiuti ricerca roditore sonno.

Un activity based casa-gabbia sistema di monitoraggio utilizzato per rilevare sonno risolve i limiti degli studi EEG. La semplice premessa è che un animale inattivo è probabilmente un animale dorme. È stato dimostrato che 40 s di inattività continuo (cestinate in 10 epoche di s) è una misura affidabile del sonno come misurato con un EEG (indicato per avere 88-94% accordo)³. Sistemi di monitoraggio casa-gabbia possono essere utilizzati per studiare i grandi gruppi di animali con il tempo di installazione minima. Abbiamo dimostrato che ci vuole circa un giorno gli animali per habituate per alloggi individuali in casa-gabbia monitoraggio sistema⁴ in contrasto con le settimane di recupero necessari per EEG studi². Inoltre, alcune configurazioni è in grado di rilevare i parametri fisiologici come la temperatura corporea, frequenza cardiaca, attività e l’alimentazione. Temperatura e frequenza cardiaca sono determinati dall’impianto di un piccolo trasmettitore. Questi parametri possono fornire ulteriori informazioni sul mouse e possono essere utilizzati in parallelo con la registrazione del sonno per ulteriormente aggiungere alla nostra comprensione del sonno e come è influenzato.

Mentre è un potente strumento, ci sono alcune limitazioni ai tipi di dati che possono essere acquisiti da monitoraggio basato su attività di home-gabbia. Studi di EEG possono differenziare fra REM e non – REM del sonno, che possono essere importanti per una più profonda comprensione dell’architettura di sonno. Sistemi di monitoraggio casa-gabbia di Activity based possono fornire solo dati per la durata totale di sonno. Inoltre, anche se l’output per monitoraggio basato su attività di home-gabbia dà informazioni sulla durata del periodo di sonno, noi non possiamo valutare con precisione Durata incontro a causa dei limiti intrinseci di 40 s intervalli³. Nonostante queste limitazioni, casa-gabbia il monitoraggio della durata del sonno fornisce un’importante misura biologica che può influenzare molti fattori a valle, compresa la salute dell’animale e comportamento⁵.

Monitoraggio basato su attività di home-gabbia è stato utilizzato per rilevare il sonno in molti studi che indicano la sua versatilità. Citiamo un esempio di questi studi^{4,6,7,8,9,10,11,12}. Oltre al metodo presentato, ci sono altri metodi di rilevazione del sonno tramite monitoraggio basato su attività, ciascuno dei quali contiene la propria limitazioni^13,14. Alcuni di questi studi esaminare lunghi periodi di sonno ininterrotto (72 h) mentre alcuni esaminare sonno in blocchi di 24 h. In questo studio, presentiamo sonno analisi per ogni periodo di 24 h dopo la risposta per le iniezioni intraperitoneali quotidiane di (IP) e ai cambiamenti periodici gabbia in un modello murino di sindrome (Fmr1 KO topi) del X fragile. Abbiamo scelto di topi Fmr1 KO perché hanno ridotto il sonno⁴ e sono supposti per essere iper-reattive a informazioni sensoriali¹⁵. I nostri dati evidenziano la capacità di rilevare i cambiamenti nel ritmo del sonno in risposta a un evento stressante. Questo metodo è ideale per ottenere informazioni generali su sonno in larghe coorti di topi. Il metodo può essere utile per la comprensione degli effetti di specifiche alterazioni genetiche sul sonno, gli effetti di trattamenti farmacologici, o le risposte agli eventi, ad esempio un fattore di stress. Inoltre, il metodo fornisce un semplice mezzo di screening per una risposta prima di iniziare gli studi più coinvolti.