Name: noninvasive, high-throughput determination of sleep duration in rodents
Uploaded: 2018-04-18T15:00:00
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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.

모든 절차는 국립 연구소의 정신 건강 동물 관리 및 사용 위원회에 의해 승인 되었고 국립 연구소의 건강 지침 서 관심과 동물의 사용에 따라 수행.
1. 수 면 탐지 단위 설정
<ol><li>원하는 수 단위 및 소프트웨어를 구입.</li>
	<li>모니터링 시스템을 설정 하는 지침을 따릅니다.<ol>
<li>미터 반대 검출기를 맞춥니다. 적외선 빔 안쪽에 직면 하 고 동일한 높이로 정렬 됩니다 있는지...

<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>

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 ?...

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.

<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

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.

수 면과 여부 동물 주사 하 길 들에 매일 주사의 효과 확인 하려면 우리는 오전 9시 (오전 6 시 시작 하는 가벼운 주기)에서 14 일 연속 매일 IP 주사를 수행 12 Fmr1 코 C57Bl/6J 쥐에 있는 잠 기간을 기록. 우리는 주제 디자인, 내 주입 각 동물 정상적인 염 분 4 일 연속 (일 1-4)와 다음에 대 한 30 %cyclodextrin 다음 10 일 연속 (5-14 일). 약국에 대 한 소수 성 화합물을 분해 하는 데...

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Noninvasive, High-throughput Determination of Sleep Duration in Rodents

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.

수 면 기간 설치류의 비 침범 성, 높은 처리량 결정

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

설치류의 오로페이셜 모시피티브 응답의 척도로서의 식사 시간

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

연구

행동분석학

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

눈 추적, 코르티솔, 웨이크 통합 지연 대 절전 모드 : 메모리에 수면과 코르티솔의 상호 작용 효과를 폭로하는 방법을 결합

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

침술에 의해 쥐와 마우스에서 간질 Electrocorticograms (ECoGs)의 조작 및 절전

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

마우스에 만성 수 면 부족 통해 부드러운 새끼 처리

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

왕새우 심장 및 동작 활동의 지속적인 비 침범 성 측정

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

실험실에 보관된 돼지를 위한 비침습적, 인펜 접근법 테스트

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

수 면과 운동 활동 멕시코 Cavefish에서의 자동화 된 측정

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

설치류의 전임상 연구를 위한 3D 운동걸음걸이 분석

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

복잡한 운영 환경에서 절전, 일주기, 피로 및 성능 데이터 수집

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