Name: chronic sleep deprivation in mouse pups by means of gentle handling
Uploaded: 2018-10-11T13:30:00
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Diese Forschung wurde durch das intramurale Forschungsprogramm des NIMH (ZIA MH00889) finanziert. RMS wurde auch durch eine FRAXA Postdoctoral Fellowship unterstützt.

Hinweis: Die Verfahren wurden durch die nationale Institut für geistige Gesundheit Animal Care and Use Committee genehmigt und durchgeführt in Übereinstimmung mit den nationalen Institute der Gesundheitsrichtlinien auf die Pflege und Nutzung von Tieren.
(1) Sleep Deprivation Setup
<ol><li>Verwenden Sie weiche Pinsel sanft Mäuse Schlaf stecken.<ol>
<li>Stellen Sie sicher, dass der Pinsel durch die Gitterstäbe der Maus Käfig Feeder passen kann, um sicherzustellen, dass Mäuse Zugang zu N...

<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. 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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>

Hier beschreiben wir eine Methode für Schlafentzug, schonende Behandlung, die in beiden Nager Welpen und Erwachsene verwendet werden können. Schonende Übergabe erfordert Forscher beobachten Mäuse für die Dauer der ein Schlaf Entbehrungen und sanft prod die Tiere, wenn sie inaktiv oder zucken, Schlaf zu verhindern sind. Vorherige Entbehrung schlafstudien haben durch gleichzeitige Elektroenzephalogramm (EEG) Aufnahmen bestätigt, dass schonende Behandlung verhindert, beide REM dass und non - REM NREM Schlaf<sup class=...

Schlaf spielt eine entscheidende Rolle in neuronale Plastizität und Synapse Bildung und Beseitigung im Gehirn Entwicklung1,2. Rem (REM) Schlaf ist unerlässlich für die Bildung stabiler synaptischer Schaltungen durch beide Stärkung der spezifische Synapsen und synaptische Schnitt2. Pharmakologische Schlafentzug schon früh im Leben führt zu vielen physiologischen und verhaltensbezogenen Defizite3,4. Neben der pharmakologischen Schlaf Entbehrung, andere Formen der Schlafentzug wie Konstante schütteln, gezwungen Fortbewegung oder Präsentation einen aversiven Reiz wurden im Zusammenhang mit Depressionen-ähnliche Symptome im Erwachsenenalter, verschiedenen neuronalen Aktivierungsmuster und Änderungen der Zeit und Schlaf schlafkontinuität während einer Erholungsphase nach Entbehrung5,6,7. Wenn Schlaf chronisch bei Mäusen über fünf Wochen während der Entwicklung eingeschränkt wird, wurden Verhaltensstörungen Defizite nach einem Monat der Schlaf Erholung8beobachtet. Zusammen genommen, diese Studien deuten darauf hin, dass Störungen des Schlafes in der neonatalen Nager später Schlafmuster, Gehirnfunktion und Verhalten beeinflussen kann. Hervorhebung der Bedeutung des Schlafes für die normale Gehirnentwicklung beim Menschen, viele Patienten mit Neurodevelopmental Störungen, inklusive Autismus-Spektrum-Störungen, Tuberöse Sklerose Complex, Fragile X-Syndrom und Aufmerksamkeit-Defizit/Hyperaktivität Störung, Bericht Auffälligkeiten im Schlaf-Muster neben einer Vielzahl von Verhaltensstörungen Defizite1.
Angesichts der Zahl von Neurodevelopmental Störungen, die mit abnormen Schlafrhythmus verbunden sind, ist es wichtig zu verstehen, wie Mangel an Schlaf Gehirnfunktion und Verhalten auswirkt. Jedoch trotz der Daten unterstützen, die Bedeutung des Schlafes während der Entwicklung, die meisten Methoden, die einschränken oder Tiere des Schlafes Fokussierung auf Erwachsene zu berauben. Diese Techniken umfassen eine Vielzahl von Tests, die erfordern gezwungen lokomotorischen Tätigkeit (z. B. ständige Laufband), ständige Unterbrechung (z. B. rotierende Kehrmaschine Bar oder kontinuierliche Roman Objektdarstellung) oder stören das Tier zu Beginn der REM-Schlaf (z. B. Plattform über Wasser)9,10. Obwohl diese Methoden effektiv Probleme im Zusammenhang mit Schlafentzug bei Erwachsenen gezeigt haben, sind keine dieser Methoden für Nager Welpen wegen ihrer begrenzten Mobilität, hohe Schlaf fahren und die negativen Auswirkungen von Stress schon früh im Leben. Aufgrund der Bedeutung des Schlafes während der Entwicklung ist es wichtig zu verstehen, wie eingeschränkt Schlaf bei Neugeborenen Welpen wirkt sich auf zukünftiges Verhalten im Erwachsenenalter.
Eine Technik, um Schlaf zu beschränken, die Nager Welpen einsetzbar ist schonende Behandlung. Schonende Behandlung beinhaltet die Ermittler, die direkte Interaktion mit den Nagetieren, die jedes Mal Schlafverhalten beobachtet wird. Ermittler können ihre Hände, Pinsel oder Präsentation von neuen Objekten verwenden, um physisch stören Schlaf bei Neugeborenen Nagetiere8,10,11,12,13,14 . Schlaf kann verhaltensrelevanten durch mangelnde motorische Aktivität, myoklonische Zuckungen und Augenschluß (in älteren Nagetier Welpen) bestimmt werden. EEG-Validierung bestätigt, dass 91 % in P12 Ratten14stören Schlaf mit schonenden Umgang basierend auf diese Verhaltensweisen Gesamt-Schlafdauer reduziert. Andere Techniken, die verwendet wurden, um jungen Mäusen zu berauben Stromschlag und Präsentation von unangenehmen reizen, sondern diese Techniken nicht für chronische Schlaf-Einschränkung verwendet werden und sind mehr Stress als schonenden Umgang mit7, 15. chronische Schlaf Einschränkung kann auch erreicht werden, durch ein schütteln Protokoll, das mit oder ohne EEG Elektroden Implantation und damit verbundenen Computer-Software verwendet werden kann, aber dieses Protokoll nicht verhindern, dass alle schlafen und ist deshalb weniger gesteuert im Vergleich zum schonenden Umgang mit4,16. Die Fähigkeit zu beschränken oder zu berauben Mäuse Schlaf für viele Tage hintereinander ohne spezielle Ausrüstung, Computer-Software oder Elektrode Implantation ist ein Vorteil der schonenden Umgang mit Technik. Chronische Schlaf Einschränkung über sanfte Handhabung effektiv begrenzt Schlaf bei Neugeborenen Nagern und produziert eine Vielzahl von Verhaltensänderungen, die nach dem Schlaf Entbehrungen Periode8,11,12, 17.
Hier beschreiben wir Ergebnisse in denen Chronischer Schlafentzug für drei Stunden pro Tag von postnatale Tag 5 (P5) bis P42 erheblich beeinträchtigt Geselligkeit von Mäusen nach einer 30-Tage Erholungszeit in der Schlaf nicht gestört wird. Diese Ergebnisse zeigen die langfristigen Auswirkungen der chronischen Schlaf Einschränkung während der Entwicklung auf zukünftiges Verhalten.

<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

Schlaf ist wichtig für die richtige Entwicklung und neuronale Plastizität. Darüber hinaus sind abnorme Schlafrhythmus charakteristisch für viele neuroentwicklungsstörungen. Studieren wie chronische Schlaf Einschränkung während der Entwicklung Erwachsener Verhalten beeinflussen kann kann zum Verständnis der Entstehung von Verhaltensstörungen Symptome der neuroentwicklungsstörungen hinzufügen. Zwar gibt es viele Methoden, die verwendet werden, um Schlaf bei Nagetieren einschließlich erzwungene Fortbewegung, ständige Unterbrechungen, Präsentation eines aversiven Stimulus oder Stromschlag zu beschränken, viele dieser Methoden sind sehr belastend und können nicht bei Neugeborenen Mäusen verwendet werden. Hier beschreiben wir sanfte Handhabung, eine Schlaf-Entzug-Technik, die chronisch während der gesamten Entwicklung und bis ins Erwachsenenalter verwendet werden, um Schlaf Einschränkung zu erreichen. Schonende Behandlung beinhaltet Beobachtung der Mäuse während der gesamten Schlaf Entbehrungen und den Forscher zu sanft prod die Tiere, wenn sie inaktiv sind oder Verhaltensweisen im Zusammenhang mit Schlaf erfordert. Gepaart mit EEG-Ableitungen, könnte schonenden Umgang verwendet werden, um gezielt eine bestimmte Phase des Schlafes wie REM (REM) Schlaf stören. Die Technik der schonenden Umgang ist ein leistungsfähiges Werkzeug für die Untersuchung der Auswirkungen der chronischen Schlaf Einschränkung sogar bei Neugeborenen Mäusen, die viele mehr Stress Verfahren zur Schlafentzug umgeht.

Um die Auswirkungen der chronischen Schlaf Einschränkung Verhalten zu untersuchen, schlafen wir eingeschränkte Mäuse für drei Stunden täglich von 11:00 bis 14:00 von P5 auf P428. Im Anschluss an die Schlaf-Einschränkung Mäuse blieben vier Wochen lang ungestört und zur Wiederherstellung Schlaf Einschränkung erlaubt. Mäuse wurden für das Verhalten nach der vierwöchigen Erholungsphase getestet. Der Dreikammer-Sozialverhalten-Test wurde zur Geselligkeit (Pr...

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Chronic Sleep Deprivation in Mouse Pups by Means of Gentle Handling

Wir beschreiben eine Schlaf Entbehrungen Technik bekannt als schonende Behandlung wo Ermittler sanft Mäuse jederzeit prod Schlafverhalten beobachtet wird. Diese Methode ist ein leistungsfähiges Werkzeug, das erlaubt es den Forschern, die Auswirkungen zu untersuchen, die chronische Schlaf Einschränkung während der gesamten Entwicklung auf zukünftige Gehirnphysiologie und das Verhalten haben kann.

Chronischer Schlafentzug in Maus Welpen durch sanfte Handhabung

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

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen im Schlafbereich zu beantworten, wie die Auswirkungen der chronischen Schlafeinschränkung während der postnatalen Entwicklung. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass es weniger stressig als andere Schlafentzugstechniken ist und leicht während der Entwicklung verwendet werden kann und bis ins Erwachsenenalter fortreicht. Beginnen Sie damit, jeden Käfig entweder der Schlafentzugs- oder Kontrollgruppe zuzuweisen.Stellen Sie sicher, dass Mäuse Zugang zu Nahrung und Wasser ad libitum haben, und entfernen Sie alle Lebensmittel, Bettwäsche oder Anreicherungsobjekte, die die Sicht der Mäuse einschränken könnten. Für die Kontrollgruppe, entfernen Sie den Vater aus dem Züchterkäfig am fünften Tag der Geburt und lassen Sie den Damm mit den Welpen bis zur Entwöhnung. Als nächstes bewegen Sie Mäuse, die der Kontrollgruppe zugewiesen sind, in den Schlafentzugsraum und proddien die Mäuse für die Dauer des Experiments kontinuierlich für 10 Minuten pro Tag mit einem Pinsel.Nach 10 Minuten die Mäuse in den Tierhaltungsraum zurückbringen und nicht stören. Beginnen Sie, indem Sie den Vater aus dem Züchterkäfig am fünften Tag nach der Geburt entfernen und den Damm mit den Welpen bis zur Entwöhnung verlassen. Bewegen Sie Mäuse, die der Schlafentzugsgruppe zugeordnet sind, täglich während des Lichtzyklus in das Schlafentzugszimmer, wo sie überwacht werden.Während dieser Zeit, vorsichtig prod die Maus mit einem Pinsel, wenn der Verdacht, eingeschlafen zu sein, bis eine Reaktion beobachtet wird. Alternativ, umkehren Mäuse und drücken Sie auf ihren Rücken, um den Schlaf zu stören. Betrachten Sie eine Maus, um zu schlafen, wenn eine der folgenden auftreten: Zucken, Inaktivität, oder wenn die Augen geschlossen sind.Betrachten Sie Mäuse wach zu sein, wenn sie sich bewegen, versuchen, umzukippen, nachdem sie auf dem Rücken, oder sich selbst zu pflegen. Wenn die Mutter die Welpen während des Schlafentzugs bedeckt, prod sie sanft weg von den Welpen, so dass der Blick auf die Welpen ist uneingeschränkt. Fahren Sie mit dem Schlafentzugsprotokoll bis zum Experimentendpunkt fort.Wenn die dreistündige Schlafentzugsphase abgeschlossen ist, legen Sie die Bettwäsche und alle Lebensmittel, die möglicherweise entfernt wurden, zurück und legen Sie den Deckel wieder auf den Käfig. Schließlich kehren Sie die Käfige bis zum nächsten Tag des Schlafentzugs in den Tierhaltungsraum zurück. Nach einer einmonatigen Erholungsphase zeigten die Ergebnisse, dass im Geselligkeitstest schlafbeschränkte Weibchen mehr Zeit damit verbrachten, die fremde Maus zu schnüffeln, als kontrollierende Weibchen und schlafeingeschränkte Männchen eine Tendenz hatten, mehr Zeit damit zu verbringen, das Objekt zu schnüffeln, wenn sie im Vergleich zu Kontrollmännchen waren.Darüber hinaus verbrachten schlafbeschränkte weibliche Mäuse in der phase der sozialen Neuheit des Tests eine erhöhte Zeit damit, die neuartige Maus zu schnüffeln als weibliche Kontrollen. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, Aufmerksamkeit zu schenken und sofort auf Verhalten vor dem Schlafengehen zu reagieren, vor allem bei neonatalen Mäusen, bei denen der Schlafbedarf hoch ist. Nach diesem Verfahren können andere Methoden wie offenes Feld, Rotarod, erhöhtes Plus-Labyrinth und Tests für soziales Verhalten durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen wie die langfristigen Verhaltensauswirkungen chronischer Schlafeinschränkungen während der Entwicklung zu beantworten.

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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.

Die Kongruenz Crossmodale Aufgabe als ein Mittel zum Ziel Behavioral Messen in der Rubber Hand Illusion Paradigm erhalten

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

Forschung

Verhalten

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.

Die Nutzung des Puzzlespiel-Kasten als Mittel zur Bewertung der Wirksamkeit von Umwelt Enrichment

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.

Fehler werden als Mittel zur Verringerung der Impulsive Nahrungsmittelwahl

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.

Manipulation von Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) und Schlaf bei Ratten und Mäusen durch Akupunktur

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.

Entwicklung des Nervenreflextests in neonatalen Ratten Pups

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.

Nicht-invasive High-Throughput-Bestimmung der Schlafdauer bei Nagern

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.

Messung der aktiven und passiven Zahmheit separat bei Mäusen

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.

Neuartige Objekterkennung und Objektposition Verhaltens Tests bei Mäusen mit kleinem Budget

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.

Automatisierte Messungen des Schlafes und Bewegungsorgane Aktivität im mexikanischen Cavefish

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.

Ein chronisches Schlaffragmentierungsmodell mit vibrierendem Orbitalrotor, um kognitives Defizit und Angst-ähnliches Verhalten bei jungen Wild-Typ-Mäusen zu induzieren

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