Los autores desean reconocer la Junta Editorial de becarios de NIH por su asistencia editorial. Esta investigación fue financiada por el programa de investigación intramuros del NIMH (ZIA MH00889). RMS también fue apoyado por una Beca Postdoctoral de FRAXA.

Todos los procedimientos fueron aprobados por el nacional Instituto of Mental Salud Animal Care y uso y conformidad con directrices para los institutos nacionales de salud en el cuidado y uso de animales.
1. establecer las unidades de detección de sueño
<ol><li>Comprar el número deseado de unidades y software.</li>
	<li>Siga las instrucciones para configurar los sistemas de vigilancia.<ol>
<li>Alinee un detector frente a un emisor. Asegúrese de que los rayos infrarrojos son hacia y están alineados a la misma altura.</li>
		<li>Utilice los tornillos suministrados para colocar los detectores y emisores a la altura deseada en el soporte de metal. Esta altura debe ajustarse para que el lecho de la jaula por debajo del nivel de los rayos infrarrojos, pero la viga es a la altura adecuada para detectar la actividad del animal. Esto crea un área interna de 27 cm x 32 cm (10.625 en × en 12,75).<ol>
<li>Si se necesitan tornillos, compra más en un hardware almacenar (6-32 ¼ en tornillo de cabeza troncocónica).</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Conecte cada detector con cada emisor. Conectar el emisor al centro siempre ligado al receptor. Realizar este para el x y el y y planes. Repita este paso para todas las configuraciones.</li>
	<li>Conecte el receptor a un ordenador con el hub USB proporcionado.</li>
</ol>2. software de configuración
<ol><li>Instalar el software de análisis y seleccionar el archivo de configuración proporcionado como el valor por defecto. El archivo de configuración sólo se debe cambiar por la empresa.</li>
	<li>Haga clic en archivo de | Abra configuración de experimento. Abra la configuración predeterminada del experimento.</li>
	<li>Haz clic en el experimento de | Propiedades.</li>
	<li>Haga clic en la ficha analizar cambiar la tasa de lectura a 10 s.</li>
	<li>Haga clic en la ficha de actividad cambie la frecuencia de muestreo de la actividad a 10 s.</li>
	<li>Haga clic en archivo de | Guardar como experimento para guardar esta configuración para experimentos futuros.</li>
</ol>3. animal configuración
<ol><li>Por separado de la casa los ratones en jaulas limpias que son 31 cm (12,25 pulg) de largo y 16,5 cm (6,5 pulgadas) de ancho. Para prevenir el ratón desde la construcción de la ropa de cama y obstruir los rayos, ropa de cama a una profundidad de 3 mm. No proporcionan material de anidación adicional para los ratones.</li>
	<li>Que los ratones tengan acceso a alimento y agua ad libitum mediante un alimentador de alambre que descansa en la parte superior de la jaula fuera del camino de las vigas. Si es necesario, rellenar la comida y cambiar las botellas de agua cuando las jaulas se cambian cada 3-5 días durante toda la duración del estudio.</li>
	<li>Alinee la jaula del ratón dentro del rayo infrarrojo instalado, asegurando que se reclina en aproximadamente la mitad de los haces de cobertura total.</li>
	<li>Asegúrese de que la luz ciclo oscuro de la habitación se establece en el ciclo de luz oscuro de las condiciones de vivienda normal de los ratones del espejo o cambiar como desee basado en el experimento.</li>
</ol>4. preparación e inyecciones de la droga
<ol><li>Obtener agua estéril y ciclodextrina estéril.</li>
	<li>Para todas las inyecciones, use una jeringa de 1 mL con una aguja hipodérmica de 30.5 25.5 G. Deben utilizarse una jeringa y aguja estéril nueva para cada ratón.</li>
	<li>Para reducir el tiempo entre inyecciones, montar todas las jeringas de antemano.</li>
	<li>Para inyecciones de ciclodextrina: preparar la solución de ciclodextrina agregando 3 g de la ciclodextrina a 10 mL de agua para hacer una solución de Ciclodextrina de 30%.</li>
	<li>Administrar 0.3 mL de solución salina o de ciclodextrina mediante inyección de IP.</li>
</ol>5. software para grabación sueño
<ol><li>Abra el archivo de configuración por defecto.</li>
	<li>Haga clic en archivo de | Abra configuración de experimento. Abrir la deseada o por defecto la configuración del experimento.</li>
	<li>Haz clic en el experimento de | Configuración.<ol>
<li>Designar la ubicación para guardar el archivo de datos, así como una ubicación para guardar el archivo de copia de seguridad. El software requiere que el archivo de datos se almacene en los Archivos de programa en la carpeta de programa específico. Nota: dado que algunos equipos ver los Archivos de programa como sensibles, acceso al archivo de datos no es posible después de la experiencia. Por lo tanto, se recomienda guardar el archivo de copia de seguridad en otra zona no sensible en el equipo local.</li>
		<li>Designar los animales ID a cada sueño del compartimiento y se introduce el peso del animal si lo desea. Si una cámara no se está utilizando en el experimento, desmarcando la casilla desactivará esa cámara. Una vez que haya introducido la información de identificación, haga clic en hecho.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Haga clic en archivo de | Guardar experimentar como para guardar la configuración actual del experimento bajo el nombre de archivo.</li>
	<li>Haz clic en el experimento de | Ejecute o F5 para iniciar la grabación. Esperar una época s 10 para asegurarse de que todas las cámaras están escogiendo encima de la actividad. Como los animales sólo se inyectaron, es muy probable que los animales se moverá lo suficiente para ser detectado por los rayos infrarrojos.<ol>
<li>Si no se detectó actividad, trate de mover la jaula del ratón manualmente para asegurar que las vigas recoger el movimiento. Continúe la solución de problemas o pasar a una cámara de trabajo si aún no se registra la actividad. Nota: Ejecutar el experimento en cuanto terminen las inyecciones.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Cubren las pantallas de ordenador con una cubierta opaca para bloquear la luz. Cubrir los destellos en el medidor de actividad.</li>
	<li>Ejecutar el experimento durante 24 h. Nota: Debido al tiempo necesario para realizar las inyecciones, no será un completo 24 h. Las inyecciones deben realizarse al mismo tiempo todos los días. Sueño no debe registrarse durante las inyecciones.</li>
	<li>Al día siguiente, a la hora de las inyecciones, haga clic en experimento | Dejar de para finalizar la grabación. Haga clic en archivo de | De exportación | Generar CSVs tema para recoger los datos en bruto para cada ratón. Nota: Puede tomar algún tiempo para exportar, así que hacerlo inmediatamente y luego proceder a inyecciones mientras el ordenador está procesando.</li>
	<li>Haga clic en archivo de | De exportación | Sueño a exportar el archivo de sueño de cada experimento mediante la apertura de la materia prima. Archivo de datos de CDTA en cualquier ordenador que tenga instalado el software.<ol>
<li>Bajo de Detección de parámetros de actividad de origen, asegúrese de que el eje x y eje y cajas estén marcadas.</li>
		<li>En Épocas de umbral de dormir, asegúrese de que están seleccionadas 4 épocas.</li>
		<li>Dormir umbral umbral de actividad, asegúrese de que está seleccionado cuenta 0.</li>
		<li>En el Ciclo luz/oscuridad, compruebe el momento oportuno para el ciclo luz/oscuridad.</li>
		<li>Bajo la Ventana de análisis, seleccionar el tiempo deseado para el análisis. En el caso de los estudios de inyección, deje el día como por defecto. Establecer el tiempo de inicio como ExpSTART. Ajuste la duración como las 24:00 h. 24 análisis usando que el software se puede hacer para un máximo de 72 h.</li>
		<li>Guardar la configuración para ahorrar tiempo para exportar datos.</li>
		<li>Haga clic en Actualizar.</li>
		<li>Haga clic en Generar un archivo CSV y guardar el archivo en la ubicación deseada.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. Análisis de datos
<ol><li>Para cada sesión de grabación, abra el archivo de sueño. Para asignar el identificador de objeto, abra el archivo CSV para cada cámara determinar el identificador de objeto. Grabar TOT sueño HH para la luz y la fase oscura para todos los animales.<ol>
<li>Consulte el archivo CSV de tema Individual para las inconsistencias que indica la falta de grabación. Si cuentas de luz de carretera se detectan en un plano, pero no hay cuentas se observan en el otro plano, esto indica falta de viga. Nota: El "%" para dormir las fases clara y oscuras se calcula sobre el período de registro total, que incluye fases clara y oscuras. Para los ciclos de 12 h luz/oscuridad, multiplique a este número por 2 para obtener el "% dormir" en las 12 h de luz o fase oscura. Dado que los estudios de inyección no fueron por completo 24 h, la calculada "% durmiendo" no es exacta. Para generar el correcto "% durmiendo", divida el "TOT dormir HH" por el "experimento el tiempo transcurrido: HH," multiplicar por 2 y luego multiplicar por 100 para obtener el porcentaje. Si las inyecciones se realizaron en la fase de la luz, entonces sólo la fase de la luz debe ajustarse de esta manera.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Desde fases y diferentes días se está comparando uno con el otro, analizar la duración del sueño por ciento para cada fase y cada día.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Picchioni, D., Reith, R. M., Nadel, J. L., Smith, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep,+plasticity+and+the+pathophysiology+of+neurodevelopmental+disorders:+the+potential+roles+of+protein+synthesis+and+other+cellular+processes.">Sleep, plasticity and the pathophysiology of neurodevelopmental disorders: the potential roles of protein synthesis and other cellular processes.</a> Brain sciences. 4, 150-201 (2014).</li><li>Ingvar, M. C., Maeder, P., Sokoloff, L., Smith, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+aging+on+local+rates+of+cerebral+protein+synthesis+in+rats.">The effects of aging on local rates of cerebral protein synthesis in rats.</a> Monographs in neural sciences. 11, 47-50 (1984).</li><li>Pack, A. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+method+for+high-throughput+phenotyping+of+sleep+in+mice.">Novel method for high-throughput phenotyping of sleep in mice.</a> Physiological genomics. 28, 232-238 (2007).</li><li>Sare, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deficient+Sleep+in+Mouse+Models+of+Fragile+X+Syndrome.">Deficient Sleep in Mouse Models of Fragile X Syndrome.</a> Front Mol Neurosci. 10, (2017).</li><li>Alvarez, G. G., Ayas, N. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+daily+sleep+duration+on+health:+a+review+of+the+literature.">The impact of daily sleep duration on health: a review of the literature.</a> Progress in cardiovascular nursing. 19, 56-59 (2004).</li><li>Kincheski, G. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+sleep+restriction+promotes+brain+inflammation+and+synapse+loss,+and+potentiates+memory+impairment+induced+by+amyloid-beta+oligomers+in+mice.">Chronic sleep restriction promotes brain inflammation and synapse loss, and potentiates memory impairment induced by amyloid-beta oligomers in mice.</a> Brain, behavior, and immunity. 64, 140-151 (2017).</li><li>Sare, R. M., Levine, M., Hildreth, C., Picchioni, D., Smith, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+sleep+restriction+during+development+can+lead+to+long-lasting+behavioral+effects.">Chronic sleep restriction during development can lead to long-lasting behavioral effects.</a> Physiology &amp; behavior. 155, 208-217 (2015).</li><li>Moretti, P., Bouwknecht, J. A., Teague, R., Paylor, R., Zoghbi, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormalities+of+social+interactions+and+home-cage+behavior+in+a+mouse+model+of+Rett+syndrome.">Abnormalities of social interactions and home-cage behavior in a mouse model of Rett syndrome.</a> Human molecular genetics. 14, 205-220 (2005).</li><li>Guzman, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mice+with+selective+elimination+of+striatal+acetylcholine+release+are+lean,+show+altered+energy+homeostasis+and+changed+sleep/wake+cycle.">Mice with selective elimination of striatal acetylcholine release are lean, show altered energy homeostasis and changed sleep/wake cycle.</a> Journal of neurochemistry. 124, 658-669 (2013).</li><li>Vecsey, C. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Daily+acclimation+handling+does+not+affect+hippocampal+long-term+potentiation+or+cause+chronic+sleep+deprivation+in+mice.">Daily acclimation handling does not affect hippocampal long-term potentiation or cause chronic sleep deprivation in mice.</a> Sleep. 36, 601-607 (2013).</li><li>Bogdanik, L. P., Chapman, H. D., Miers, K. E., Serreze, D. V., Burgess, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+MusD+retrotransposon+insertion+in+the+mouse+Slc6a5+gene+causes+alterations+in+neuromuscular+junction+maturation+and+behavioral+phenotypes.">A MusD retrotransposon insertion in the mouse Slc6a5 gene causes alterations in neuromuscular junction maturation and behavioral phenotypes.</a> PloS one. 7, e30217 (2012).</li><li>Angelakos, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperactivity+and+male-specific+sleep+deficits+in+the+16p11.2+deletion+mouse+model+of+autism.">Hyperactivity and male-specific sleep deficits in the 16p11.2 deletion mouse model of autism.</a> Autism research: official journal of the International Society for Autism Research. 10, 572-584 (2017).</li><li>Fisher, S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+assessment+of+sleep-wake+behavior+in+mice.">Rapid assessment of sleep-wake behavior in mice.</a> Journal of biological rhythms. 27, 48-58 (2012).</li><li>Mang, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+a+piezoelectric+system+as+an+alternative+to+electroencephalogram/+electromyogram+recordings+in+mouse+sleep+studies.">Evaluation of a piezoelectric system as an alternative to electroencephalogram/ electromyogram recordings in mouse sleep studies.</a> Sleep. 37, 1383-1392 (2014).</li><li>Chen, L., Toth, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fragile+X+mice+develop+sensory+hyperreactivity+to+auditory+stimuli.">Fragile X mice develop sensory hyperreactivity to auditory stimuli.</a> Neuroscience. 103, 1043-1050 (2001).</li></ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Aquí, presentamos un método no invasivo, de alto rendimiento para la determinación de la duración del sueño basado en monitoreo de la actividad en la jaula de la casa. Este método de evaluación de tiempo de sueño total se ha validado contra EEG estudios3. Actividad hogar jaula monitoreo es simple, no invasivo y aplicable a estudios poblacionales en gran número de animales. Es limitado que no puede dar toda la información sobre el sueño (como pelea sueño y duración de las etapas del su...

Sueño tiene funciones importantes para la restauración del cuerpo y el cerebro después de la carga diaria de vigilia1. Se ha demostrado que el sueño desempeña un papel en la retención de la memoria y de plasticidad cerebral general1. El EEG es el estándar de oro para detectar el sueño2. En roedores, la supervisión de EEG requiere implantación quirúrgica de electrodos colocado en un soporte de cabeza, después de que el animal necesita un periodo de tiempo de recuperación2. Después de la recuperación, el animal se une al dispositivo de grabación y se da otro periodo de habituación2. Debido a estos necesarios periodos de recuperación y habituación, EEG es laborioso y desperdiciador de tiempo y no puede realizarse razonablemente a gran escala. Además, el procedimiento quirúrgico de implantación de electrodo conlleva un riesgo inherente al animal. Por último, el análisis de los datos de recuento de sueño en los estudios EEG también es muy laborioso. Alternativa, método no invasivo, de alto rendimiento de control de sueño ayudaría grandemente investigación sueño roedores.
Un basado en jaula de inicio sistema de monitoreo utilizado para detectar el sueño aborda las limitaciones de los estudios de EEG. La premisa simple que es un animal inactivo probablemente un animal dormido. Se ha demostrado que 40 s de inactividad continua (desechado en 10 épocas de s) es una medida confiable de sueño medidos con un EEG (mostrado acuerdo 88-94%)3. Jaula de hogar sistemas de monitoreo pueden utilizarse para el estudio de grandes grupos de animales con el tiempo de instalación mínimo. Hemos demostrado que se necesitan animales aproximadamente un día para habituarse a la vivienda individual en el hogar-jaula Monitoreo sistema4 en contraste con las semanas de recuperación para estudios de EEG2. Además, algunas configuraciones también pueden detectar parámetros fisiológicos como la temperatura corporal, frecuencia cardiaca, actividad y alimentación. Temperatura y la frecuencia cardiaca se determinan a partir de la implantación de un transmisor pequeño. Estos parámetros pueden proporcionar más información sobre el ratón y pueden usarse en paralelo con la grabación de sueño para añadir más a nuestra comprensión del sueño y cómo es afectado.
Si bien es una poderosa herramienta, existen algunas limitaciones a los tipos de datos que pueden ser adquiridos de actividad casa jaula monitoreo. Estudios de EEG pueden distinguir entre REM y no REM sueño, que puede ser importante para una comprensión más profunda de la arquitectura del sueño. Basado en jaula de hogar sistemas de monitoreo sólo pueden proporcionar datos para la duración total del sueño. Además, aunque el resultado de la actividad casa jaula monitoreo da información sobre la duración del sueño pelea, exactamente no podemos evaluar duración de la pelea debido a la limitación inherente de 40 s intervalos3. A pesar de estas limitaciones, casa jaula de duración proporciona una medida biológica importante que puede influir muchos factores aguas abajo, incluyendo la salud del animal y comportamiento5.
Actividad hogar jaula monitoreo se ha utilizado para detectar el sueño en muchos estudios que indican su versatilidad. Citamos un ejemplo de estos estudios4,6,7,8,9,10,11,12. Además del método presentado, existen otros métodos de detección de sueño vía supervisión basada en la actividad, cada uno con sus propias limitaciones13,14. Algunos de estos estudios examinan largos períodos de sueño ininterrumpido (72 h) mientras que algunos examinan sueño en bloques de 24 h. En este estudio, presentamos el análisis de sueño por cada período de 24 h después de la respuesta a inyecciones intraperitoneales (IP) y a los cambios de jaula periódica en un modelo murino de síndrome (ratones KO deFmr1 ) X frágil. Elegimos los ratones Fmr1 KO porque han reducido sueño4 y se presumen para ser hiper reactiva a información sensorial15. Nuestros datos ponen de relieve la capacidad de detectar cambios en los patrones del sueño en respuesta a un evento estresante. Este método es ideal para obtener información general sobre el sueño en grandes cohortes de ratones. El método puede ser útil para la comprensión de los efectos de las alteraciones genéticas específicas en el sueño, los efectos de los tratamientos farmacológicos, o respuestas a los eventos, como un factor estresante. Además, el método proporciona un medio simple de detección de una respuesta antes de iniciar estudios más.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Comprehensive Lab Animal Monitoring System (CLAMS)</td>
			<td style="width:71px;">Columbus Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Equipment and software to analyze sleep duration</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Captisol Research Grade</td>
			<td style="width:71px;">Captisol</td>
			<td style="width:119px;">RC-0C7-100</td>
			<td>Captisol for dissolving hydrophobic compounds</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">30 G BD Needle 1/2 inch</td>
			<td style="width:71px;">BD</td>
			<td align="right" style="width:119px;">305106</td>
			<td>Needle for injections</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">BD Disposable Syringes</td>
			<td style="width:71px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">14-823-30</td>
			<td>Syringes for injections</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">B6.129P2-Fmr1tm1Cgr/J</td>
			<td style="width:71px;">Jackson Labs</td>
			<td align="right" style="width:119px;">3025</td>
			<td>Fmr1 KO mice</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Super Mouse 750 Mouse Cage</td>
			<td style="width:71px;">Lab Products, Inc.&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Homecages for the mice</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">SANI-Chips Bedding</td>
			<td style="width:71px;">PJ Murphys</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Bedding for the mice</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

noninvasive, high-throughput determination of sleep duration in rodents

Tradicionalmente, el sueño es supervisado por un electroencefalograma (EEG). Estudios de EEG en roedores requieren implantación quirúrgica de electrodos seguido por un período de recuperación largo. Para realizar una grabación de EEG, el animal está conectado a un receptor, crear un anclaje natural al montaje de la cabeza. La supervisión de EEG es lento, lleva el riesgo de que el animal y no es un entorno totalmente natural para la medición del sueño. Métodos alternativos para detectar el sueño, particularmente en forma de alto rendimiento, adelantaría considerablemente el campo de la investigación del sueño. Aquí, describimos un método validado para la detección de sueño vía actividad casa jaula monitoreo. Estudios anteriores han demostrado que dormir evaluada a través de este método tiene un alto grado de acuerdo con definido por mediciones tradicionales basadas en EEG de sueño. Mientras que este método está validado para el tiempo total del sueño, es importante tener en cuenta que la duración del sueño pelea debería ser evaluada por un EEG que tiene mejor resolución temporal. El EEG también puede distinguir el movimiento de ojo rápido (REM) y no sueño del REM, dando más detalles sobre la naturaleza exacta del sueño. Sin embargo, determinación de sueño basado en la actividad puede utilizarse para analizar varios días dormir y para evaluar el sueño como respuesta a un evento agudo (como el estrés). A continuación, os mostramos el poder de este sistema para detectar la respuesta de ratones a inyecciones intraperitoneales diarias.

Para determinar el efecto de inyecciones diarias sobre el sueño y si animales habituarse a las inyecciones, se realizaron inyecciones diarias de IP durante 14 días consecutivos en el 9:00 (ciclo de luz comenzó en 6:00) y duración del sueño en ratones Fmr1 KO C57Bl/6J 12. Utilizamos un diseño de sujetos, inyectando cada animal con solución salina normal durante 4 días consecutivos (días 1-4) y luego 30% ciclodextrina para los siguientes diez días consecutivos (días 5-14...

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Noninvasive, High-throughput Determination of Sleep Duration in Rodents

Se describe un método de alto rendimiento de medición de sueño por medio de la actividad casa jaula monitoreo. Este método ofrece ventajas sobre los métodos tradicionales basados en el EEG. Bien validado para la determinación de la duración total del sueño y puede ser una poderosa herramienta para controlar el sueño en modelos de roedores de la enfermedad humana.

Determinación no invasiva, de alto rendimiento de la duración del sueño en roedores

Traditionally, sleep is monitored by an electroencephalogram (EEG). EEG studies in rodents require surgical implantation of the electrodes followed by a ...

noninvasive-high-throughput-determination-of-sleep-duration-in-rodents

Research

JoVE Journal

Behavior

7.7K vistas.  National Institutes of Health. Se describe un método de alto rendimiento de medición de sueño por medio de la actividad casa jaula monitoreo. Este método ofrece ventajas sobre los métodos tradicionales basados en el EEG. Bien validado para la determinación de la duración total del sueño y puede ser una poderosa herramienta para controlar el sueño en modelos de roedores de la enfermedad humana.

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Meal Duration as a Measure of Orofacial Nociceptive Responses in Rodents

A lengthening in meal duration can be used to measure an increase in orofacial mechanical hyperalgesia having similarities to the guarding behavior of humans with orofacial pain. To measure meal duration unrestrained rats are continuously kept in sound attenuated, computerized feeding modules for days to weeks to record feeding behavior. These sound-attenuated chambers are equipped with chow pellet dispensers. The dispenser has a pellet trough with a photobeam placed at the bottom of the trough and when a rodent removes a pellet from the feeder trough this beam is no longer blocked, signaling the computer to drop another pellet. The computer records the date and time when the pellets were taken from the trough and from this data the experimenter can calculate the meal parameters. When calculating meal parameters a meal was defined based on previous work and was set at 10 min (in other words when the animal does not eat for 10 min that would be the end of the animal&#39;s meal) also the minimum meal size was set at 3 pellets. The meal duration, meal number, food intake, meal size and inter-meal interval can then be calculated by the software for any time period that the operator desires. Of the feeding parameters that can be calculated meal duration has been shown to be a continuous noninvasive biological marker of orofacial nociception in male rats and mice and female rats. Meal duration measurements are quantitative, require no training or animal manipulation, require cortical participation, and do not compete with other experimentally induced behaviors. These factors distinguish this assay from other operant or reflex methods for recording orofacial nociception.

A lengthening in meal duration represents orofacial nociceptive behavior in rodents similar to the guarding behavior of humans with orofacial pain. Eating is a behavior that requires no training or animal manipulation, requires cortical participation, and is not competing with other experimentally induced behaviors, distinguishing this assay from alternative reflex or operant measurements.

Duración de la comida como medida de las respuestas nociceptivas orofaciales en roedores

A lengthening in meal duration can be used to measure an increase in orofacial mechanical hyperalgesia having similarities to the guarding behavior of ...

Investigación

Comportamiento

A Novel Experimental and Analytical Approach to the Multimodal Neural Decoding of Intent During Social Interaction in Freely-behaving Human Infants

Understanding typical and atypical development remains one of the fundamental questions in developmental human neuroscience. Traditionally, experimental paradigms and analysis tools have been limited to constrained laboratory tasks and contexts due to technical limitations imposed by the available set of measuring and analysis techniques and the age of the subjects. These limitations severely limit the study of developmental neural dynamics and associated neural networks engaged in cognition, perception and action in infants performing &#8220;in action and in context&#8221;. This protocol presents a novel approach to study infants and young children as they freely organize their own behavior, and its consequences in a complex, partly unpredictable and highly dynamic environment. The proposed methodology integrates synchronized high-density active scalp electroencephalography (EEG), inertial measurement units (IMUs), video recording and behavioral analysis to capture brain activity and movement non-invasively in freely-behaving infants. This setup allows for the study of neural network dynamics in the developing brain, in action and context, as these networks are recruited during goal-oriented, exploration and social interaction tasks.

This protocol presents a novel methodology for the neural decoding of intent from freely-behaving infants during unscripted social interaction with an actor. Neural activity is acquired using non-invasive high-density active scalp electroencephalography (EEG). Kinematic data is collected with inertial measurement units and supplemented with synchronized video recording.

Un nuevo enfoque experimental y analítico al Multimodal Neural Decodificación de Intención Durante interacción social en Libremente-comportarse Infantes Humanos

Understanding typical and atypical development remains one of the fundamental questions in developmental human neuroscience. Traditionally, experimental ...

The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of current interventions to adequately treat fatigue in all patients leaves a need for new treatment options. Despite the therapeutic need and importance of preclinical research in helping identify promising novel treatments, few preclinical assays of fatigue are available. Moreover, the most common preclinical assay used to assess fatigue-like behavior, voluntary wheel running, is not suitable for use with some strains of mice, may not be sensitive to drugs that reduce fatigue, and has relatively low throughput. The current protocol describes a novel, non-voluntary preclinical assay of fatigue-like behavior, the treadmill fatigue test, and provides evidence of its efficacy in detecting fatigue-like behavior in mice treated with a chemotherapy drug known to cause fatigue in humans and fatigue-like behavior in animals. This assay may be a beneficial alternative to wheel running, as fatigue-like behavior and potential interventions can be assessed in a greater number of mice over a shorter time frame, thus permitting faster discovery of new therapeutic options.

Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

El Ensayo de fatiga rueda de ardilla: Un ensayo sencillo, de gran procesamiento de comportamiento a fatiga similar para el ratón

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little research to reveal the possible mechanisms behind these effects. To investigate the effect of acupuncture on epilepsy and sleep, several issues need to be addressed. The first is to identify the acupoints, which correspond between humans, rats, and mice. Furthermore, the depth of insertion of the acupuncture needle, the degree of needle twist in manual needle acupuncture, and the stimulation parameters for electroacupuncture (EA) need to be determined. To evaluate the effects of acupuncture on epilepsy and sleep, a feasible model of epilepsy in rodents is required. We administer pilocarpine into the left central nucleus of the amygdala (CeA) to simulate focal temporal lobe epilepsy (TLE) in rats. Intraperitoneal (IP) injection of pilocarpine induces generalized epilepsy and status epilepticus (SE) in rats. Five IP injections of pentylenetetrazol (PTZ) with a one-day interval between each injection successfully induces spontaneous generalized epilepsy in mice. Recordings of electrocorticograms (ECoGs), electromyograms (EMGs), brain temperature, and locomotor activity are used for sleep analysis in rats, while ECoGs, EMGs, and locomotor activity are employed for sleep analysis in mice. ECoG electrodes are implanted into the frontal, parietal, and contralateral occipital cortices, and a thermistor is implanted above the cerebral cortex by stereotactic surgery. EMG electrodes are implanted into the neck muscles, and an infrared detector determines locomotor activity. The criteria for categorizing vigilance stages, including wakefulness, rapid eye movement (REM) sleep, and non-REM (NREM) sleep are based on information from ECoGs, EMGs, brain temperature, and locomotor activity. Detailed classification criteria are stated in the text.

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms ECoGs and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

This paper demonstrates the performance of acupuncture, epilepsy models, and the analysis of sleep in rodents. The acupuncture procedure and the identification of acupoints are described. Pilocarpine or pentylenetetrazol (PTZ) is used to induce epilepsy. Electrocorticogram (ECoG), electromyogram (EMG), brain temperature, and locomotor activity recordings are employed for sleep analysis.

La manipulación de epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) y del sueño en ratas y ratones por acupuntura

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little ...

Chronic Sleep Deprivation in Mouse Pups by Means of Gentle Handling

Sleep is critical for proper development and neural plasticity. Moreover, abnormal sleep patterns are characteristic of many neurodevelopmental disorders. Studying how chronic sleep restriction during development can affect adult behavior may add to our understanding of the emergence of behavioral symptoms of neurodevelopmental disorders. While there are many methods that can be used to restrict sleep in rodents including forced locomotion, constant disruption, presentation of an aversive stimulus, or electric shock, many of these methods are very stressful and cannot be used in neonatal mice. Here, we describe gentle handling, a sleep deprivation technique that can be used chronically throughout development and into adulthood to achieve sleep restriction. Gentle handling involves close observation of the mice throughout the sleep deprivation period and requires the researcher to gently prod the animals whenever they are inactive or display behaviors associated with sleep. Coupled with EEG recordings, gentle handling could be used to selectively disrupt a specific phase of sleep such as rapid eye movement (REM) sleep. The technique of gentle handling is a powerful tool for the study of the effects of chronic sleep restriction even in neonatal mice that circumvents many of the more stressful procedures used for sleep deprivation.

We describe a sleep deprivation technique known as gentle handling where investigators gently prod mice any time sleep behavior is observed. This method is a powerful tool that allows researchers to study the effects that chronic sleep restriction throughout development can have on future brain physiology and behavior.

Privación de sueño crónica en ratón cachorros por medio de suave manejo

Sleep is critical for proper development and neural plasticity. Moreover, abnormal sleep patterns are characteristic of many neurodevelopmental disorders. ...

Continuous Noninvasive Measuring of Crayfish Cardiac and Behavioral Activities

A crayfish is a pivotal aquatic organism that serves both as a practical biological model for behavioral and physiological studies of invertebrates and as a useful biological indicator of water quality. Even though crayfish cannot directly specify the substances that cause water quality deterioration, they can immediately (within a few seconds) warn humans of water quality deterioration via acute changes in their cardiac and behavioral activities.
In this study, we present a noninvasive method that is simple enough to be implemented under various conditions due to a combination of simplicity and reliability in one model.
This approach, in which the biological organisms are implemented into environmental evaluation processes, provides a reliable and timely alarm for warning of and preventing acute water deterioration in an ambient environment. Therefore, this noninvasive system based on crayfish physiological and ethological parameter recordings was investigated for the detection of changes in an aquatic environment. This system is now applied at a local brewery for controlling&#160;quality of the water used for beverage production, but it can be used at any water treatment and supply facility for continuous, real-time water quality evaluation and for regular laboratory investigations of crayfish cardiac physiology and behavior.

This article presents a noninvasive biomonitoring system for the continuous recording and analyses of crayfish cardiac and locomotor activities. This system consists of a near-infrared optical sensor, a video-tracking module, and software for evaluating crayfish heartbeats that reflects its physiological condition and characterizes crayfish behavior during heartbeat fluctuations.

La medición no invasiva continua de cigalas cardiaca y comportamiento

A crayfish is a pivotal aquatic organism that serves both as a practical biological model for behavioral and physiological studies of invertebrates and as ...

Noninvasive, In-pen Approach Test for Laboratory-housed Pigs

Traumatic brain injury (TBI) incidences have increased in both civilian and military populations, and many researchers are adopting a porcine model for TBI. Unlike rodent models for TBI, there are few behavioral tests that have been standardized. A larger animal requires more invasive handling in test areas than rodents, which potentially adds stress and variation to the animals&#39; responses. Here, the human approach test (HAT) is described, which was developed to be performed in front of laboratory pigs&#39; home pen. It is noninvasive, but flexible enough that it allows for differences in housing set-ups.
During the HAT, three behavioral ethograms were developed and then a formula was applied to create an approach index (AI). Results indicate that the HAT and its index, AI, are sensitive enough to detect mild and temporary alterations in pigs&#39; behavior after a mild TBI (mTBI). In addition, although specific behavior outcomes are housing-dependent, the use of an AI reduces variation and allows for consistent measurements across laboratories. This test is reliable and valid; HAT can be used across many laboratories and for various types of porcine models of injury, sickness, and distress. This test was developed for an optimized manual timestamping method such that the observer consistently spends no more than 9 min on each sample.

This protocol describes a new behavioral test&#8212;the human approach test in the pigs&#39; home pen&#8212;to detect functional deficits in laboratory pigs after subconcussive traumatic brain injury.

Prueba de enfoque in-pen no invasiva para cerdos alojados en laboratorio

Traumatic brain injury (TBI) incidences have increased in both civilian and military populations, and many researchers are adopting a porcine model for ...

Automated Measurements of Sleep and Locomotor Activity in Mexican Cavefish

Across phyla, sleep is characterized by highly conserved behavioral characteristics that include elevated arousal threshold, rebound following sleep deprivation, and consolidated periods of behavioral immobility. The Mexican cavefish, Astyanax mexicanus (A. mexicanus), is a model for studying trait evolution in response to environmental perturbation. A. mexicanus exist as in eyed surface-dwelling forms and multiple blind cave-dwelling populations that have robust morphological and behavioral differences. Sleep loss has occurred in multiple, independently-evolved cavefish populations. This protocol describes a methodology for quantifying sleep and locomotor activity in A. mexicanus cave and surface fish. A cost-effective video monitoring system allows for behavioral imaging of individually-housed larval or adult fish for periods of a week or longer. The system can be applied to fish aged 4 days post fertilization through adulthood. The approach can also be adapted for measuring the effects of social interactions on sleep by recording multiple fish in a single arena. Following behavioral recordings, data is analyzed using automated tracking software and sleep analysis is processed using customized scripts that quantify multiple sleep variables including duration, bout length, and bout number. This system can be applied to measure sleep, circadian behavior, and locomotor activity in almost any fish species including zebrafish and sticklebacks.

This protocol details the methodology for quantifying locomotor behavior and sleep in the Mexican cavefish. Previous analyses are extended to measure these behaviors in socially-housed fish. This system can be widely applied to study sleep and activity in other fish species.

Mediciones automatizadas de sueño y actividad locomotriz en mexicano Cavefish

Across phyla, sleep is characterized by highly conserved behavioral characteristics that include elevated arousal threshold, rebound following sleep ...

3D Kinematic Gait Analysis for Preclinical Studies in Rodents

The utility of three-dimensional (3D) kinematic motion analysis systems is limited in rodents. Part of the reason for this inadequacy is the use of complex algorithms and mathematical modeling that accompany 3D data collection and analysis procedures. This work provides a simple, user-friendly, step-by-step detailed methodology for 3D kinematic gait analysis during treadmill locomotion in healthy and neurotraumatic rats using a six-camera motion capture system. Also provided are details on 1) calibration of the system in an experimental set-up customized for quadrupedal locomotion, 2) data collection for treadmill locomotion in adult rats using markers positioned on all four limbs, 3) options available for video tracking and processing, and 4) basic 3D kinematic data generation and visualization and quantification of data using the built-in data collection software. Finally, it is suggested that the utility of this motion capture system be expanded to studying a variety of motor behaviors before and after neurotrauma.

Presented here is a protocol to collect and analyze three-dimensional kinematics of quadrupedal locomotion in rodents for preclinical studies.

Análisis de gait cinemático 3D para estudios preclínicos en roedores

The utility of three-dimensional (3D) kinematic motion analysis systems is limited in rodents. Part of the reason for this inadequacy is the use of ...

Collecting Sleep, Circadian, Fatigue, and Performance Data in Complex Operational Environments

Sleep loss and circadian misalignment contribute to a meaningful proportion of operational accidents and incidents. Countermeasures and work scheduling designs aimed at mitigating fatigue are typically evaluated in controlled laboratory environments, but the effectiveness of translating such strategies to operational environments can be challenging to assess. This manuscript summarizes an approach for collecting sleep, circadian, fatigue, and performance data in a complex operational environment. We studied 44 airline pilots over 34 days while they flew a fixed schedule, which included a baseline data collection with 5 days of mid-morning flights, four early flights, four high-workload mid-day flights, and four late flights that landed after midnight. Each work block was separated by 3&#8211;4 days of rest. To assess sleep, participants wore a wrist-worn research-validated activity monitor continuously and completed daily sleep diaries. To assess the circadian phase, pilots were asked to collect all urine produced in four or eight hourly bins during the 24 h after each duty block for the assessment of 6-sulfatoxymelatonin (aMT6s), which is a biomarker of the circadian rhythm. To assess subjective fatigue and objective performance, participants were provided with a touch-screen device used to complete the Samn-Perelli Fatigue Scale and Psychomotor Vigilance Task (PVT) during and after each flight, and at waketime, mid-day, and bedtime. Using these methods, it was found that sleep duration was reduced during early starts and late finishes relative to baseline. Circadian phase shifted according to duty schedule, but there was a wide range in the aMT6s peak between individuals on each schedule. PVT performance was worse on the early, high-workload, and late schedules relative to baseline. Overall, the combination of these methods was practical and effective for assessing the influence of sleep loss and circadian phase on fatigue and performance in a complex operational environment.

Sleep loss and circadian misalignment contribute to numerous operational accidents and incidents. The effectiveness of countermeasures and work scheduling designs aimed at mitigating fatigue can be challenging to evaluate in operational environments. This manuscript summarizes an approach for collecting sleep, circadian, fatigue, and performance data in complex operational environments.

Recopilación de datos de sueño, circadiano, fatiga y rendimiento en entornos operativos complejos

Sleep loss and circadian misalignment contribute to a meaningful proportion of operational accidents and incidents. Countermeasures and work scheduling ...