Name: chronic sleep deprivation in mouse pups by means of gentle handling
Uploaded: 2018-10-11T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Chronic Sleep Deprivation in Mouse Pups by Means of Gentle Handling at JoVE.com

هذه الأبحاث بتمويل من "برنامج البحوث الداخلية" NIMH (ضياء MH00889). كما أيد RMS "زمالة ما بعد الدكتوراه فراشة".

ملاحظة: وافق الوطني المعهد من العقلية الرعاية الصحية والحيوانية واستخدام اللجنة جميع الإجراءات وتنفيذها وفقا للمبادئ "التوجيهية الوطنية للمعاهد الصحية" على الرعاية واستخدام الحيوانات.
1. إعداد الحرمان من النوم
<ol><li>استخدم فرشاة التلوين الناعمة برفق لكزه الفئران عند النو?...

<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 Sci. 4 (1), 150-201 (2014).</li><li>Li, W., Ma, L., Yang, G., Gan, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=REM+sleep+selectively+prunes+and+maintains+new+synapses+in+development+and+learning.">REM sleep selectively prunes and maintains new synapses in development and learning.</a> Nat Neurosci. 20 (3), 427-437 (2017).</li><li>Peirano, P. D., Algarin, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+in+brain+development.">Sleep in brain development.</a> Biol Res. 40 (4), 471-478 (2007).</li><li>Mirmiran, 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=Effects+of+experimental+suppression+of+active+(REM)+sleep+during+early+development+upon+adult+brain+and+behavior+in+the+rat.">Effects of experimental suppression of active (REM) sleep during early development upon adult brain and behavior in the rat.</a> Brain Res. 283 (2-3), 277-286 (1983).</li><li>Feng, P., Ma, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Instrumental+REM+sleep+deprivation+in+neonates+leads+to+adult+depression-like+behaviors+in+rats.">Instrumental REM sleep deprivation in neonates leads to adult depression-like behaviors in rats.</a> Sleep. 26 (8), 990-996 (2003).</li><li>Frank, M. G., Morrissette, R., Heller, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+sleep+deprivation+in+neonatal+rats.">Effects of sleep deprivation in neonatal rats.</a> Am J Physiol. 275 (1 Pt 2), R148-R157 (1998).</li><li>Todd, W. D., Gibson, J. L., Shaw, C. S., Blumberg, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brainstem+and+hypothalamic+regulation+of+sleep+pressure+and+rebound+in+newborn+rats.">Brainstem and hypothalamic regulation of sleep pressure and rebound in newborn rats.</a> Behav Neurosci. 124 (1), 69-78 (2010).</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> Physiol Behav. 155, 208-217 (2016).</li><li>Colavito, V., 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=Experimental+sleep+deprivation+as+a+tool+to+test+memory+deficits+in+rodents.">Experimental sleep deprivation as a tool to test memory deficits in rodents.</a> Front Syst Neurosci. 7, 106 (2013).</li><li>Franken, P., Dijk, D. J., Tobler, I., Borbely, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+deprivation+in+rats:+Effects+on+EEG+power+spectra,+vigilance+states,+and+cortical+temperature.">Sleep deprivation in rats: Effects on EEG power spectra, vigilance states, and cortical temperature.</a> Am J Physiol. 261 (1 Pt 2), R198-R208 (1991).</li><li>Araujo, P., Coelho, C. A., Oliveira, M. G., Tufik, S., Andersen, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neonatal+sleep+restriction+increases+nociceptive+sensitivity+in+adolescent+mice.">Neonatal sleep restriction increases nociceptive sensitivity in adolescent mice.</a> Pain Physician. 21 (2), E137-E148 (2018).</li><li>Araujo, P., Tufik, S., Anderson, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+and+pain:+A+relationship+that+begins+in+early+life.">Sleep and pain: A relationship that begins in early life.</a> Pain Physician. 17 (6), E787-E798 (2014).</li><li>Hairston, I. 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=Sleep+deprivation+effects+on+growth+factor+expression+in+neonatal+rats:+a+potential+role+for+BDNF+in+the+mediation+of+delta+power.">Sleep deprivation effects on growth factor expression in neonatal rats: a potential role for BDNF in the mediation of delta power.</a> J Neurophysiol. 91 (4), 1586-1595 (2004).</li><li>Hairston, I. 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=Sleep+deprivation+elevates+plasma+corticosterone+levels+in+neonatal+rats.">Sleep deprivation elevates plasma corticosterone levels in neonatal rats.</a> Neurosci Lett. 315 (1-2), 29-32 (2001).</li><li>Blumberg, M. S., Middlemis-Brown, J. E., Johnson, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+homeostasis+in+infant+rats.">Sleep homeostasis in infant rats.</a> Behav Neurosci. 118 (6), 1253-1261 (2004).</li><li>Feng, P., Vogel, G. W., Obermeyer, W., Kinney, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+instrumental+method+for+long-term+continuous+REM+sleep+deprivation+of+neonatal+rats.">An instrumental method for long-term continuous REM sleep deprivation of neonatal rats.</a> Sleep. 23 (2), 175-183 (2000).</li><li>Xu, Z. Q., Gao, C. Y., Fang, C. Q., Zhou, H. D., Jiang, X. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanism+and+characterization+of+learning+and+memory+impairment+in+sleep-deprived+mice.">The mechanism and characterization of learning and memory impairment in sleep-deprived mice.</a> Cell Biochem Biophys. 58 (3), 137-140 (2010).</li><li>Barriga, C., Martin, M. I., Tabla, R., Ortega, E., Rodriguez, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+rhythm+of+melatonin,+corticosterone+and+phagocytosis:+Effect+of+stress.">Circadian rhythm of melatonin, corticosterone and phagocytosis: Effect of stress.</a> J Pineal Res. 30 (3), 180-187 (2001).</li><li>Nadler, J. J., 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=Automated+apparatus+for+quantitation+of+social+approach+behaviors+in+mice.">Automated apparatus for quantitation of social approach behaviors in mice.</a> Genes Brain Behav. 3 (5), 303-314 (2004).</li><li>Thomas, A., 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=Marble+burying+reflects+a+repetitive+and+perseverative+behavior+more+than+novelty-induced+anxiety.">Marble burying reflects a repetitive and perseverative behavior more than novelty-induced anxiety.</a> Psychopharmacology (Berl). 204 (2), 361-373 (2009).</li><li>Karlsson, K. A., Blumberg, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+union+of+the+state:+Myoclonic+twitching+is+coupled+with+nuchal+muscle+atonia+in+infant+rats.">The union of the state: Myoclonic twitching is coupled with nuchal muscle atonia in infant rats.</a> Behav Neurosci. 116 (5), 912-917 (2002).</li></ol>

هنا يمكننا وصف أسلوب لطيف للحرمان من النوم، والمناولة، التي يمكن استخدامها في كلا الجراء القوارض والبالغين. تسليم لطيف يحتاج الباحثون مراقبة الفئران لمدة فترة الحرمان من النوم وهمز الحيوانات بلطف كلما كانت خاملة أو الوخز لمنع النوم. التحقق من الدراسات الحرمان من النوم السابقة عن طريق ال?...

النوم يلعب دوراً حاسما في تشكيل الخلايا العصبية اللدونة والمشبك والقضاء خلال الدماغ التنمية1،2. على وجه التحديد، أمر أساسي لتشكيل الدوائر متشابك مستقرة من خلال تعزيز كلا نهايات محددة وتشذيب متشابك2نوم حركة العين السريعة (REM). الحرمان من النوم الدوائي المبكر في الحياة يؤدي إلى كثير من حالات العجز الفسيولوجية والسلوكية3،4. بالإضافة إلى النوم الدوائي الحرمان، وأشكال أخرى من الحرمان من النوم مثل الهز المستمر، أجبرت الحركة، أو تقديم حافز البرود ارتبطت بأعراض مثل الاكتئاب خلال مرحلة البلوغ، مختلفة العصبية أنماط التنشيط، والتغييرات في استمرارية النوم الوقت والنوم خلال فترة انتعاش عقب الحرمان5،،من67. عندما يتم تقييد النوم المزمن في الفئران لأكثر من خمسة أسابيع خلال التنمية، لوحظت العجز السلوكية بعد شهر من النوم الانتعاش8. أخذت معا، تشير هذه الدراسات إلى أن اضطراب النوم في القوارض حديثي الولادة يمكن أن تؤثر على أنماط النوم لاحق ووظيفة الدماغ والسلوك. تسليط الضوء على أهمية النوم لنمو الدماغ الطبيعي في البشر، والعديد من المرضى الذين يعانون من اضطرابات عصبية، بما في ذلك اضطرابات طيف التوحد والتصلب درني المعقدة ومتلازمة X الهشة والاهتمام-العجز/فرط النشاط اضطراب، تقرير شذوذ في أنماط النوم بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من العجز السلوكية1.
نظراً للعدد الاضطرابات النمائية المرتبطة بأنماط النوم غير طبيعي، من المهم أن نفهم كيف تؤثر قلة النوم على وظيفة الدماغ والسلوك. ومع ذلك، وعلى الرغم من البيانات التي تدعم أهمية النوم أثناء التطوير، معظم المنهجيات التي تقييد أو حرمان الحيوانات من النوم التركيز على البالغين. هذه التقنيات تشمل مجموعة متنوعة من الاختبارات التي تتطلب القسري النشاط الحركي (مثلاً المطحنة ثابتة) أو التعطيل المستمر (مثلاً، بالتناوب شريط كاسحة أو العرض التقديمي كائن رواية المستمر)، أو إزعاج الحيوان في بداية 9،النوم rem (مثلاً، منصة عبر المياه)10. ورغم أن هذه الأساليب أثبتت فعالية المشاكل المرتبطة بالحرمان من النوم عند البالغين، أيا من هذه الأساليب مناسبة الجراء القوارض بسبب قدرتها المحدودة على الحركة ومحرك أقراص النوم عالية، والآثار السلبية للإجهاد في مرحلة مبكرة من الحياة. نظراً لأهمية النوم أثناء التطوير، من المهم فهم النوم كيف مقيد في الجراء المواليد يؤثر على السلوك المستقبلي خلال مرحلة البلوغ.
أسلوب واحد لتقييد النوم التي يمكن استخدامها في الجراء القوارض مناولة لطيف. معالجة لطيف ينطوي على المحقق التفاعل مباشرة مع القوارض هو لاحظ أي سلوك وقت النوم. يمكن استخدام المحققين أيديهم، الرسام، أو العرض التقديمي لكائنات جديدة لعرقلة جسديا النوم في الأطفال حديثي الولادة القوارض8،10،11،،من1213،14 . يمكن تحديد النوم سلوكيا بقلة النشاط الحركي والوخز رمعيه، وإغلاق العين (في الجراء القوارض القديمة). التحقق من صحة التخطيط الدماغي يؤكد أن تعطيل وضع السكون مع معالجة لطيف استناداً إلى هذه السلوكيات يقلل وقت النوم الإجمالية بنسبة 91% في الفئران P1214. غيرها من التقنيات التي استخدمت لحرمان الفئران الصغار تشمل الصدمات الكهربائية وتقديم المحفزات غير سارة، ولكن هذه التقنيات لا يمكن استخدامها لتقييد النوم المزمنة وهي أكثر إرهاقاً من مناولة لطيف7، 15-تقييد النوم المزمن أيضا يمكن أن يتحقق عن طريق بروتوكول هز التي يمكن استخدامها مع أو بدون زرع قطب كهربائي EEG والبرامج الحاسوبية المرتبطة بها، ولكن لا يمنع من النوم كل هذا البروتوكول وذلك هو أقل تسيطر مقارنة بالتعامل مع لطيف4،16. هو القدرة على تقييد أو حرمان فئران نوم لأيام عديدة في صف دون معدات معينة، وبرامج الكمبيوتر، أو زرع قطب كهربائي الاستفادة من تقنية المعالجة لطيف. تقييد النوم المزمن عن طريق التعامل مع لطيف فعال يحد من النوم في الأطفال حديثي الولادة من القوارض وتنتج مجموعة متنوعة من التغيرات السلوكية بعد النوم الحرمان فترة8،،من1112، 17.
هنا، نحن تصف النتائج التي يؤثر بها الحرمان من النوم المزمن لمدة ثلاث ساعات كل يوم من يوم الولادة 5 (P5) إلى P42 إلى حد كبير الاجتماعية للفئران بعد فترة نقاهة مدتها 30 يوما فيه عدم تعكير النوم. وتبرز هذه النتائج الآثار الطويلة الأجل لتقييد النوم المزمن أثناء التطوير في المستقبل السلوك.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>C57BL/6J mice</td>
			<td>Jackson Labs</td>
			<td>000664</td>
			<td>Wildtype mice used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super Mouse 750 Mouse Cage</td>
			<td>Lab Products, Inc.&#160;</td>
			<td></td>
			<td>Cages for the mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SANI-Chips Bedding</td>
			<td>PJ Murphys</td>
			<td></td>
			<td>Bedding for the mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S&#38;S Bristle Brush Assortment Pack</td>
			<td>Staples</td>
			<td>Item # 13764, Model AB37100</td>
			<td>Paint brushes are used to gently poke mice</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

chronic sleep deprivation in mouse pups by means of gentle handling

النوم ضروري للنمو السليم واللدونه العصبية. وعلاوة على ذلك، تتميز أنماط النوم غير طبيعي للعديد من الاضطرابات النمائية. دراسة تقييد النوم كيف المزمنة خلال التنمية يمكن أن تؤثر على سلوك الكبار قد تضيف إلى فهمنا لظهور الأعراض السلوكية للاضطرابات النمائية. وبينما هناك العديد من الأساليب التي يمكن استخدامها لتقييد النوم في القوارض بما في ذلك الحركة القسرية، والتعطيل المستمر، والعرض التقديمي للتحفيز البرود، أو صدمة كهربائية، العديد من هذه الأساليب هي مجهدة للغاية ولا يمكن استخدامه في الفئران حديثي الولادة. هنا، نحن تصف التعامل مع لطيف، أسلوب حرمان نوم التي يمكن استخدامها المزمن في التنمية وفي مرحلة البلوغ لتحقيق تقييد النوم. معالجة لطيف ينطوي على المراقبة الدقيقة للفئران طوال فترة الحرمان من النوم ويحتاج الباحث همز الحيوانات بلطف كلما كانت خاملة أو عرض السلوكيات المرتبطة بالنوم. مقترنا مع تسجيلات التخطيط الدماغي، يمكن معالجة لطيف لتعطيل بشكل انتقائي بمرحلة معينة من النوم مثل نوم حركة العين السريعة (REM). أسلوب التعامل مع لطيف هو أداة قوية لدراسة آثار تقييد النوم المزمنة حتى في الفئران حديثي الولادة التي تلتف العديد من الإجراءات أكثر إرهاقاً المستخدمة للحرمان من النوم.

للتحقيق في آثار النوم المزمن تقييد السلوك، ننام الفئران مقيد لمدة ثلاث ساعات يوميا بين 11:00 ص و 02:00 م من P5 P428. وبعد تقييد النوم، بقي دون عائق لمدة أربعة أسابيع الفئران ويسمح باسترداد من تقييد النوم. تم اختبار الفئران للسلوك بعد انتهاء فترة استرداد مدتها أربعة أ?...

Watch this Scientific Journal Video about Chronic Sleep Deprivation in Mouse Pups by Means of Gentle Handling at JoVE.com

Chronic Sleep Deprivation in Mouse Pups by Means of Gentle Handling

يصف لنا نوم حرمان تقنية تعرف باسم لطيف التعامل فيها المحققون بلطف همز الفئران أي وقت النوم السلوك الملاحظ. هذا الأسلوب هو أداة قوية أن يسمح للباحثين بدراسة الآثار التي يمكن أن يكون التقييد النوم المزمن في جميع أنحاء التنمية على المخ مستقبلا علم وظائف الأعضاء والسلوك.

والحرمان من النوم المزمن في الماوس الجراء عن طريق لطيف المناولة

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

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال النوم مثل تأثير قيود النوم المزمنة أثناء تطور ما بعد الولادة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هو أنه أقل إرهاقا من غيرها من تقنيات الحرمان من النوم ويمكن بسهولة أن تستخدم في جميع مراحل التنمية وتستمر في مرحلة البلوغ. تبدأ بتعيين كل قفص إما إلى الحرمان من النوم أو مجموعة التحكم.تأكد من أن الفئران لديها إمكانية الحصول على الغذاء والماء الإعلانية libitum، وإزالة أي الغذاء، الفراش، أو الكائنات الإثراء التي قد تحد من وجهة نظر الفئران. بالنسبة لمجموعة التحكم، قم بإزالة المولى من قفص المربي في اليوم الخامس بعد الولادة واترك السد مع الجراء حتى الفوم. بعد ذلك ، قم بتحريك الفئران المخصصة لمجموعة التحكم إلى غرفة الحرمان من النوم وثني الفئران بلطف باستخدام فرشاة الطلاء بشكل مستمر لمدة 10 دقائق يوميًا طوال مدة التجربة.بعد 10 دقائق ، عد الفئران إلى غرفة احتجاز الحيوانات ولا تزعجها. تبدأ عن طريق إزالة المولى من قفص مربي في اليوم التالي للولادة خمسة وترك السد مع الجراء حتى فتوم. نقل الفئران المخصصة لمجموعة الحرمان من النوم إلى غرفة الحرمان من النوم يوميا خلال دورة الضوء حيث سيتم رصدها.خلال هذا الوقت، حث بلطف الماوس مع فرشاة الطلاء إذا اشتبه في كونه نائما حتى يتم ملاحظة استجابة. بدلا من ذلك، عكس الفئران ودفع أكثر على ظهورهم لتعطيل النوم. اعتبر الماوس نائمًا إذا حدث أي مما يلي: الارتعاش أو الخمول أو إذا كانت العينان مغلقتين.النظر في الفئران لتكون مستيقظا إذا كانوا يتحركون حولها، في محاولة لقلب أكثر بعد أن كان على ظهورهم، أو الاستمالة أنفسهم. إذا كان السد يغطي الجراء أثناء الحرمان من النوم ، حثها بلطف بعيدًا عن الجراء ، وبالتالي فإن منظر الجراء غير مقيد. استمر في بروتوكول الحرمان من النوم حتى نقطة النهاية للتجربة.عندما تكتمل فترة الحرمان من النوم لمدة ثلاث ساعات، ضع الفراش وأي طعام قد يكون تم إزالته مرة أخرى ووضع الغطاء مرة أخرى على القفص. وأخيراً، إعادة أقفاص إلى غرفة احتجاز الحيوانات حتى اليوم التالي من الحرمان من النوم. بعد فترة انتعاش شهر واحد، أشارت النتائج إلى أنه في اختبار المؤانسة، أمضت الإناث المقيدة وقتًا أطول في استنشاق الفأر الغريب أكثر من التحكم بالإناث، وكان لدى الذكور المقيدين أثناء النوم ميلًا إلى قضاء المزيد من الوقت في استنشاق الجسم عند مقارنتها بـتحكم الذكور.وعلاوة على ذلك ، في مرحلة الجدة الاجتماعية للاختبار ، والنوم المقيد الفئران الإناث قضى كمية متزايدة من الوقت استنشاق الماوس الرواية من الضوابط الإناث. أثناء محاولة هذا الإجراء، من المهم أن تتذكر الانتباه والاستجابة الفورية لسلوكيات ما قبل النوم، خاصة في الفئران الوليدية حيث تكون الحاجة إلى النوم مرتفعة. بعد هذا الإجراء، يمكن تنفيذ طرق أخرى مثل الحقل المفتوح، rotarod، مرتفعة بالإضافة إلى متاهة، واختبار السلوك الاجتماعي من أجل الإجابة على أسئلة إضافية مثل الآثار السلوكية على المدى الطويل من تقييد النوم المزمن أثناء التنمية.

chronic-sleep-deprivation-in-mouse-pups-by-means-of-gentle-handling

Research

JoVE Journal

Behavior

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden hand is touched. If the viewed and felt touches are given at the same time then this is sufficient to induce the compelling experience that the rubber hand is one's own hand. The RHI can be used to investigate exactly how the brain constructs distinct body representations for one's own body. Such representations are crucial for successful interactions with the external world. To obtain a subjective measure of the RHI, researchers typically ask participants to rate statements such as "I felt as if the rubber hand were my hand". Here we demonstrate how the crossmodal congruency task can be used to obtain an objective behavioral measure within this paradigm.
The variant of the crossmodal congruency task we employ involves the presentation of tactile targets and visual distractors. Targets and distractors are spatially congruent (i.e. same finger) on some trials and incongruent (i.e. different finger) on others. The difference in performance between incongruent and congruent trials - the crossmodal congruency effect (CCE) - indexes multisensory interactions. Importantly, the CCE is modulated both by viewing a hand as well as the synchrony of viewed and felt touch which are both crucial factors for the RHI.
The use of the crossmodal congruency task within the RHI paradigm has several advantages. It is a simple behavioral measure which can be repeated many times and which can be obtained during the illusion while participants view the artificial hand. Furthermore, this measure is not susceptible to observer and experimenter biases. The combination of the RHI paradigm with the crossmodal congruency task allows in particular for the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the RHI.

We demonstrate how an objective measure can be employed in the widely employed rubber hand illusion paradigm. This measure is obtained by modifying the well-established crossmodal congruency task. This task allows the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the rubber hand illusion.

المهام التطابق Crossmodal كوسيلة للحصول على قياس الهدف السلوكي في المطاط اليد بارادايم الوهم

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

The Use of the Puzzle Box as a Means of Assessing the Efficacy of Environmental Enrichment

Environmental enrichment can dramatically influence the development and function of neural circuits. Further, enrichment has been shown to successfully delay the onset of symptoms in models of Huntington&#8217;s disease 1-4, suggesting environmental factors can evoke a neuroprotective effect against the progressive, cellular level damage observed in neurodegenerative disorders. The ways in which an animal can be environmentally enriched, however, can vary considerably. Further, there is no straightforward manner in which the effects of environmental enrichment can be assessed: most methods require either fairly complicated behavioral paradigms and/or postmortem anatomical/physiological analyses. This protocol describes the use of a simple and inexpensive behavioral assay, the Puzzle Box 5-7 as a robust means of determining the efficacy of increased social, sensory and motor stimulation on mice compared to cohorts raised in standard laboratory conditions. This simple problem solving task takes advantage of a rodent&#8217;s innate desire to avoid open enclosures by seeking shelter. Cognitive ability is assessed by adding increasingly complex impediments to the shelter&#8217;s entrance. The time a given subject takes to successfully remove the obstructions and enter the shelter serves as the primary metric for task performance. This method could provide a reliable means of rapidly assessing the efficacy of different enrichment protocols on cognitive function, thus paving the way for systematically determining the role specific environmental factors play in delaying the onset of neurodevelopmental and neurodegenerative disease.

Environmental enrichment provides a potential protective effect against neurodegenerative disorders. Currently, however, there is no easy way of determining the efficacy of enrichment procedures. This protocol describes a simple &#8220;Puzzle Box&#8221; method for assessing an animal&#8217;s cognitive function, in order to reveal the effectiveness of environmental enrichment.

استخدام صندوق لغز كوسيلة لتقييم فعالية إثراء البيئة

Environmental enrichment can dramatically influence the development and function of neural circuits.  Further, enrichment has been shown to successfully ...

Errors as a Means of Reducing Impulsive Food Choice

Nowadays, the increasing incidence of eating disorders due to poor self-control has given rise to increased obesity and other chronic weight problems, and ultimately, to reduced life expectancy. The capacity to refrain from automatic responses is usually high in situations in which making errors is highly likely. The protocol described here aims at reducing imprudent preference in women during hypothetical intertemporal choices about appetitive food by associating it with errors. First, participants undergo an error task where two different edible stimuli are associated with two different error likelihoods (high and low). Second, they make intertemporal choices about the two edible stimuli, separately. As a result, this method decreases the discount rate for future amounts of the edible reward that cued higher error likelihood, selectively. This effect is under the influence of the self-reported hunger level. The present protocol demonstrates that errors, well known as motivationally salient events, can induce the recruitment of cognitive control, thus being ultimately useful in reducing impatient choices for edible commodities.

Giving in to temptation of tasty food may result in long-term overweight problems. This protocol describes how to reduce imprudent preference for edible commodities during hypothetical intertemporal choices in women by associating them with errors.

أخطاء كوسيلة لخفض مندفع الغذاء اختيار

Nowadays, the increasing incidence of eating disorders due to poor self-control has given rise to increased obesity and other chronic weight problems, and ...

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.

التلاعب صرعي Electrocorticograms (ECoGs) والنوم في الجرذان والفئران التي الوخز بالإبر

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

Neurodevelopmental Reflex Testing in Neonatal Rat Pups

Neurodevelopmental reflex testing is commonly used in clinical practice to assess the maturation of the nervous system. Neurodevelopmental reflexes are also referred to as primitive reflexes. They are sensitive and consistent with later outcomes. Abnormal reflexes are described as an absence, persistence, reappearance, or latency of reflexes, which are predictive indices of infants that are at high risk for neurodevelopmental disorders. Animal models of neurodevelopmental disabilities, such as cerebral palsy, often display aberrant developmental reflexes, as would be observed in human infants. The techniques described assess a variety of neurodevelopmental reflexes in neonatal rats. Neurodevelopmental reflex testing offers the investigator a testing method that is not otherwise available in such young animals. The methodology presented here aims to assist investigators in examining developmental milestones in neonatal rats as a method of detecting early-onset brain injury and/or determining the effectiveness of therapeutic interventions. The methodology presented here aims to provide a general guideline for investigators.

Behavioral testing is the gold standard for determining outcomes following brain injury, and can identify the presence of developmental disabilities in infants and children. Neurodevelopmental reflexes are an early indicator of these abnormalities. A host of easily accomplished developmental reflex tests in the neonatal rodent were developed and described here.

التطور العصبي رد الفعل اختبار في الأطفال حديثي الولادة الجرذ الجراء

Neurodevelopmental reflex testing is commonly used in clinical practice to assess the maturation of the nervous system. Neurodevelopmental reflexes are ...

Noninvasive, High-throughput Determination of Sleep Duration in Rodents

Traditionally, sleep is monitored by an electroencephalogram (EEG). EEG studies in rodents require surgical implantation of the electrodes followed by a long recovery period. To perform an EEG recording, the animal is connected to a receiver, creating an unnatural tether to the head-mount. EEG monitoring is time consuming, carries risk to the animal, and is not a completely natural setting for the measurement of sleep. Alternative methods to detect sleep, particularly in a high-throughput fashion, would greatly advance the field of sleep research. Here, we describe a validated method for detecting sleep via activity-based home-cage monitoring. Previous studies have shown that sleep assessed via this method has a high degree of agreement with sleep defined by traditional EEG-based measures. Whereas this method is validated for total sleep time, it is important to note that sleep bout duration should be assessed by an EEG which has better temporal resolution. The EEG can also differentiate rapid eye movement (REM) and non-REM sleep, giving more detail about the exact nature of sleep. Nevertheless, activity-based sleep determination can be used to analyze multiple days of undisturbed sleep and to assess sleep as a response to an acute event (like stress). Here, we show the power of this system to detect the response of mice to daily intraperitoneal injections.

We describe a high-throughput method of measuring sleep by means of activity-based home-cage monitoring. This method offers advantages over traditional EEG-based methods. It is well validated for the determination of total sleep duration and can be a powerful tool to monitor sleep in rodent models of human disease.

تحديد مدة النوم في القوارض موسع، الفائق

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

Measuring Active and Passive Tameness Separately in Mice

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two behavioral components: a reluctance to avoid humans (passive tameness) and a motivation to approach humans (active tameness). To quantify these components in mice, we previously developed behavioral tests for active tameness, passive tameness, and the willingness to stay on a human hand, each designed to be completed within 3 min. The data obtained were used for selective breeding, with a large number of mice analyzed per generation. The active tameness test measures the movement of the mouse toward a human hand and the contact it engages in. The passive tameness test measures the duration of time that a mouse tolerates human touch. In the stay-on-hand test, a mouse is placed on a human hand and touched slowly using the thumb of that hand; the duration of time that the animal remains on the hand is measured. Here, we describe the test set-up and apparatus, explain the procedures, and discuss the appropriate data analysis. Finally, we explain how to interpret the results.

Tameness in animals includes a reduction of avoidance responses to humans (passive tameness) and an increase in active approaches to humans (active tameness). Here, we describe detailed protocols for three behavioral tests (active tameness, passive tameness, and stay-on-hand tests) to separately measure the active and passive tameness of mice.

قياس تامينيس الإيجابي والسلبي بشكل منفصل في الفئران

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various physiological or pathological changes. The object location task (OLT) and the novel object recognition task (NORT) are two effective behavioral tasks commonly used to reveal the function and relative health of specific brain regions involved in memory. While both of these tests exploit the inherent preference of mice for the novelty to reveal memory for previously encountered objects, the OLT primarily evaluates spatial learning, which relies heavily on hippocampal activity. The NORT, in contrast, evaluates non-spatial learning of object identity, which relies on multiple brain regions. Both tasks require an open-field-testing arena, objects with equivalent intrinsic value to mice, appropriate environmental cues, and video recording equipment and the software. Commercially available systems, while convenient, can be costly. This manuscript details a simple, cost-effective method for building the arenas and setting up the equipment necessary to perform the OLT and NORT. Furthermore, the manuscript describes an efficient testing protocol that incorporates both OLT and NORT and provides typical methods for data acquisition and analysis, as well as representative results. Successful completion of these tests can provide valuable insight into the memory function of various mouse model systems and appraise the underlying neural regions that support these functions.

Here we provide a protocol which includes comprehensive instructions for the economical establishment of murine object location and novel object recognition behavioral testing, including the design, cost, and construction of required equipment as well as execution of behavioral testing, data collection, and analysis.

الاعتراف برواية كائن ومكان الكائن السلوكية اختبار في الفئران على الميزانية

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various ...

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.

القياسات التلقائية للنوم والنشاط الحركي في كافيفيش المكسيكية

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

A Chronic Sleep Fragmentation Model using Vibrating Orbital Rotor to Induce Cognitive Deficit and Anxiety-Like Behavior in Young Wild-Type Mice

Sleep disturbance is generally common in populations as a chronic disease or a complained event. Chronic sleep disturbance is proposed to be closely linked to the pathogenesis of diseases, especially neurodegenerative diseases. We recently found that 2 months of sleep fragmentation initiated Alzheimer&#8217;s disease (AD)-like behavioral and pathological changes in young wild-type mice. Herein, we present a standardized protocol to achieve chronic sleep fragmentation (CSF). Briefly, CSF was induced by an orbital rotor vibrating at 110 rpm and operating with a repetitive cycle of 10 s-on, 110 s-off, during light-ON phase (8:00 AM&#8211;8:00 PM) continuously for up to 2 months. Impairments of spatial learning and memory, anxiety-like but not depression-like behavior in mice as consequences of CSF modeling, were evaluated with Morris water maze (MWM), Novel object recognition (NOR), Open field test (OFT) and Forced swimming test (FST). In comparison with other sleep manipulations, this protocol minimizes the handling labors and maximizes the modeling efficiency. It produces stable phenotypes in young wild-type mice and can be potentially generated for a variety of research purposes.

Presented here is a protocol for chronic sleep fragmentation (CSF) model achieved by an electrically controlled orbital rotor, which could induce confirmed cognitive deficit and anxiety-like behavior in young wild-type mice. This model can be applied to explore the pathogenesis of chronic sleep disturbance and related disorders.

نموذج تجزئة النوم المزمن باستخدام الدوار المداري الهزاز للحث على العجز المعرفي والسلوك الشبيه بالقلق في الفئران البرية الشابة

Sleep disturbance is generally common in populations as a chronic disease or a complained event. Chronic sleep disturbance is proposed to be closely ...