Name: noninvasive, high-throughput determination of sleep duration in rodents
Uploaded: 2018-04-18T15:00:00
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著者は NIH フェロー編集委員会の編集協力を認めたいと思います。本研究 (ZIA MH00889) ニッケル水素の学内研究プログラムによって資金を供給されました。RMS は、FRAXA ポスドク研究員プログラムによっても支えられました。

すべての手順は、国立研究所の精神健康動物ケアおよび使用委員会によって承認され、ガイドラインに沿って行われ、国立機関の健康ケアの動物の使用。
1. 睡眠検出ユニットの設定
<ol><li>ユニットとソフトウェアの必要な数を購入します。</li>
	<li>監視システムを設定する指示に従います。<ol>
<li>エミッタの反対側の検出器の位置を合わせます。赤外線ビーム内側に直?...

<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>

非侵襲、高スループットの家-檻の中の活動の監視に基づく睡眠時間の測定法を紹介します。総睡眠時間の評価のこの方法は、脳波研究3に対して検証されています。アクティビティ ベースの家ケージの監視は単純な非侵襲的、および多数の動物の人口調査に適用されます。それは限られた睡眠 (睡眠発作持続時間と睡眠段階) などについて詳細な情報を与えることはできませ...

睡眠は体と脳の覚醒1毎日の負担を次の復元のための重要な機能です。それは、睡眠が記憶力と一般的な脳の可塑性1の役割を果たすことが示されています。脳波は、睡眠2を検出するためのゴールド スタンダードです。齧歯動物、脳波モニタリングには、ヘッド マウント後動物必要2を回復する時間の期間に貼付電極の外科的移植が必要になります。リカバリ後動物録音デバイスに接続し、別を与えられる慣れ2の期間。回復と慣れのこれらの必要な期間のため脳波は時間がかかり、骨の折れると大規模な合理的に実行できません。さらに、電極注入の手術は動物に固有の危険を運ぶ。最後に、脳波の研究で睡眠をスコアリングのためのデータ分析も非常に骨の折れるです。代わりに、睡眠を監視する非侵襲、高スループット方法大きく齧歯動物の睡眠研究を支援しました。
脳波研究の制限に対処する、アクティビティ ベースの家ケージ監視システム睡眠を検出するために使用します。単純な前提は、アクティブでない動物は眠っている動物である可能性が高いです。それはそれを示されている 40 (10 秒エポックのビニング) 連続的な非アクティブの s は、睡眠脳波 (88-94% の契約に示されている)3によって測定した、信頼性の高い測定。ホーム ケージ ・監視システムは、最小限のセットアップ時間と動物の大規模なグループを研究する使用できます。我々 は、動物約 1 日かかります脳波研究2に必要な回復の週間と対照をなしてホーム ケージ監視システム4の住宅に慣らすに示されています。さらに、いくつかのセットアップは、体温、心拍数、利用状況、給餌などの生理学的パラメーターも検出できます。温度と心拍数は、小型送信機の移植から決定されます。これらのパラメーターは、マウスに関するより多くの情報を提供でき、さらに睡眠とそれの影響を理解するために追加する睡眠記録と並行して使用する可能性があります。
それは強力なツールが、アクティビティ ベースの家ケージの監視から取得できるデータの種類に制限があります。脳波の研究は、レムと非-レム睡眠、睡眠構築のより深い理解のために重要かもしれない区別できます。アクティビティ ベースの家ケージ ・監視システムだけ総睡眠時間のデータを提供できます。さらに、ホーム ケージ監視のアクティビティ ベースの出力を与えるについては睡眠時間の長さが、40 秒間隔3の固有の限定のためを試合時間正確に把握できません。これらの制限にもかかわらずホーム ケージが睡眠時間の監視動物の健康および行動5を含む多くの下流因子に影響を与える可能性があります重要な生物学的指標を提供します。
アクティビティ ベースの家ケージの監視は、その多様性を示す多くの研究で睡眠を検出する使用されています。私たちはこれらの研究4,6,7,8,9,10、11,の12のサンプルを引用します。紹介した方法も独自の制限13,14を含む各監視アクティビティ ベースを介して睡眠を検出の他の方法があります。長時間 (72 時間) 連続睡眠は、24 h のブロックのいくつかを調べる睡眠中これらの研究のいくつか調べる。本研究では、毎日腹腔内 (IP) 注射と脆弱 X 症候群 (Fmr1 KO マウス) のマウス モデルにおける変更が定期的なケージに対応した 24 時間の期間ごとに睡眠解析を提案します。睡眠4を減らした、仮説に感覚情報15に超反応するのでFmr1 KO マウスを選びました。我々 のデータでは、ストレスの多いイベントに応答の睡眠パターンの変化を検出する能力を強調表示します。このメソッドは、マウスの大規模コホートで睡眠についての一般情報を取得に最適です。メソッドは、睡眠に特定の遺伝子変異、薬理学的治療法やストレッサーなどのイベントへの応答の効果の効果を理解するために役立ちます。さらに、メソッドはより複雑の研究を開始する前に検診の応答の簡単な手段を提供します。

<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

伝統的に、睡眠は、脳波計 (EEG) によって監視されます。齧歯動物の脳波の研究では、長い回復期間続いて電極の外科的移植を必要があります。脳波記録を行う動物は、ヘッド マウントに不自然なテザーを作成する受信機に接続されます。脳波モニタリングは時間がかかる、運ぶ、動物を危険にさらすし、睡眠の測定のため完全に自然な設定ではありません。代替方法のハイスループット ファッションで特に睡眠を検出する睡眠研究分野大きく前進するでしょう。ここでは、アクティビティ ベースの家ケージの監視を介して睡眠を検出検証法について述べる.以前の研究では、このメソッドを介して睡眠では、伝統的な脳波ベース メジャーによって定義される睡眠の契約の高度を示しています。このメソッドは、総睡眠時間の検証が、一方より時間解像度を持つ脳波睡眠時間の長さを評価することに注意してくださいすることが重要です。急速な目動き (レム) とレム睡眠、睡眠の正確な性質についての詳細を与えて、脳波は区別もできます。それにもかかわらず、アクティビティ ベースの睡眠測定は邪魔されずに睡眠の複数の日を分析し、(ストレス) のような急性のイベントへの応答として睡眠を評価するために使用できます。ここでは、毎日腹腔内注射マウスの応答を検出するこのシステムの電源を示します。

睡眠と動物が注射に慣らすかどうかで毎日の注射の効果を決定する 9:00 (6:00 で始まったライト サイクル) で 14 日連続毎日 IP 注射を実行 12 Fmr1 KO c57bl/6 j マウスの睡眠時間を記録しました。用いて、被験者のデザインの中で通常の生理食塩水で連続 4 日間のそれぞれの動物を注入する. (1-4 日) と次の 30% シクロデキストリン、連続 10 日間 (5-14 日間)。シクロデキ?...

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Noninvasive, High-throughput Determination of Sleep Duration in Rodents

睡眠測定活動ベース ホーム ケージの監視の高スループット方法について述べる。このメソッドでは、脳波・ ベースの従来の方法上の利点を提供しています。それは総睡眠時間の定量検証するには、ひと疾患の齧歯動物モデルで睡眠を監視する強力なツールをすることができます。

齧歯動物の睡眠時間の非侵襲的で高スループットの測定

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

Research

JoVE Journal

Behavior

Meal Duration as a Measure of Orofacial Nociceptive Responses in Rodents

げっ歯類におけるオロ顔面ノシチブ応答の尺度としての食事期間

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

Eye Tracking, Cortisol, and a Sleep vs. Wake Consolidation Delay: Combining Methods to Uncover an Interactive Effect of Sleep and Cortisol on Memory

アイトラッキング、コルチゾール、モーニング統合の遅延対スリープ：メモリ上で寝るとコルチゾールのインタラクティブ効果を明らかに方法を組み合わせる

Although rises in cortisol can benefit memory consolidation, as can sleep soon after encoding, there is currently a paucity of literature as to how these ...

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

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

鍼治療によりラットとマウスにおけるてんかんElectrocorticograms（ECoGs）の操作とスリープ

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

マウスで慢性的な睡眠不足は処理による穏やかな子犬します。

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

ザリガニの心臓と行動活動の継続的な非侵襲的測定

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

実験室用豚の非侵襲的、インペンアプローチテスト

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

睡眠とメキシコの血脈の自発運動の自動測定

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

げっ歯類の前臨床研究のための3Dキネマティック歩行分析

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

複雑な運用環境での睡眠、概日、疲労、パフォーマンスデータの収集

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