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

מחקר זה מומן על ידי מגזר תוכנית מחקר של מכון NIMH (ZIA MH00889). RMS גם נתמך על ידי מלגת פוסט-דוקטורט FRAXA.

הערה: כל ההליכים היו אושרה על ידי לאומי המכון של הנפש החיה שירותי הבריאות לשימוש הוועדה, שבוצעה בהתאם מוסדות לאומיים של בריאות להנחיות על טיפוח ועל השימוש של בעלי חיים.
1. שינה חסך ההתקנה
<ol><li>משתמשים במכחולים רכים לתקוע בעדינות עכברים כאשר ישנה.<ol>
<li>ודא שבמכחול יכולה להתאי?...

<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>

כאן אנו מתארים שיטה עבור מניעת שינה, עדין טיפול, יכול לשמש שני הגורים מכרסמים, אצל מבוגרים. מסירת עדין דורשת חוקרים לבחון עכברים למשך כל תקופת חסך שינה, בעדינות ויפיצו את החיות בכל פעם הם לא פעילים או עוויתות למניעת שינה. מחקרי חסך שינה מוקדמת יש לאמת באמצעות הקלטות העוויתיים סימולטני (EEG) כי...

שינה ממלאת תפקיד קריטי פלסטיות עצביים היווצרות סינפסה ולמניעת במהלך המוח פיתוח1,2. באופן ספציפי, תנועות עיניים מהירות (REM) שינה חיונית להרכיב מעגלים סינפטית יציבה באמצעות שני חיזוק של הסינפסות ספציפיים וסינפטית גיזום2. מניעת שינה תרופתי בשלב מוקדם בחיים מוביל פיזיולוגיים והתנהגותיים חסרונות רבים3,4. בנוסף שינה תרופתי מניעת, צורות אחרות של מניעת שינה כגון טלטול מתמיד, נאלץ גפיים או מצגת של גירוי aversive קושרו עם תסמינים דמויי דיכאון במהלך הבגרות, שונה עצבית הפעלת תבניות, ושינויים רציפות הזמן ולישון שינה במהלך תקופת ההחלמה בעקבות מניעת5,6,7. בעת שינה כרוני מוגבלת בעכברים עבור יותר מ-5 שבועות במהלך הפיתוח, חסרונות התנהגותיים נצפו לאחר חודש של שינה שחזור8. יחדיו, מחקרים אלה מראים כי הפרעות שינה, למכרסמים neonatal יכול להשפיע על דפוסי השינה מאוחר יותר, תפקוד המוח וההתנהגות. הדגשת חשיבות השינה לפיתוח מוח נורמלי בבני אדם, חולים רבים עם הפרעות התפתחותיות, כולל הפרעות הספקטרום האוטיסטי, טרשת נפוצה Tuberous מורכבים, תסמונת X שביר, תשומת לב-קשב/היפראקטיביות . הפרעת, דו ח ליקויים בדפוסי שינה בנוסף למגוון חסרונות התנהגותיים1
בהינתן מספר הפרעות התפתחותיות המקושרים עם דפוסי שינה נורמלית, חשוב להבין איך חוסר שינה משפיע על תפקוד המוח וההתנהגות. עם זאת, למרות הנתונים התומכים את החשיבות של שינה במהלך הפיתוח, מתודולוגיות רוב להגביל או לשלול חיות של שינה דגש על מבוגרים. שיטות אלה כוללות מגוון של בדיקות הדורשות הכריחו גינקולוגיות הפעילות (למשל, הליכון קבוע), הפרעה מתמדת (למשל, סיבוב בר מטאטא או מתמיד באובייקט הרומן מצגת) או מפריע החיה עם תחילת ראם שינה (למשל, רציף מעל המים)9,10. למרות ששיטות אלה הראו ביעילות בעיות הקשורות מניעת שינה אצל מבוגרים, כל השיטות האלה מתאימים עבור הגורים מכרסמים בשל ניידותו מוגבל, נסיעה גבוהה שינה, את ההשפעות השליליות של הלחץ בשלב מוקדם בחיים. בשל החשיבות של שינה במהלך הפיתוח, חיוני להבין איך מוגבלת לישון הגורים neonatal משפיעה על התנהגות עתידית בתקופת הבגרות.
טכניקה אחת כדי להגביל שינה יכול לשמש הגורים מכרסמים הוא טיפול עדין. טיפול עדין כרוך החוקר ישירות אינטראקציה עם המכרסמים שכל הזמן שינה התנהגות נצפית. החוקרים באפשרותך להשתמש את ידיהם, מברשת צבע או מצגת של הרומן אובייקטים כדי פיזית להפרעות בשינה מכרסמים neonatal8,10,11,12,13,14 . שינה יכול להיקבע בהתנהגותו על ידי חוסר פעילות מוטורית, להתעוות מיוקלונית, סגירת העין (ב הגורים מכרסמים בוגרים). EEG אימות מאשר כי שיבוש שינה עם טיפול עדין המבוסס על התנהגויות אלו מקצרת זמן שינה הכולל 91% P12 חולדות14... טכניקות אחרות שנוצלו לשלול עכברים צעירים כוללים הלם חשמלי, מצגת של גירויים לא נעימים, אבל טכניקות אלה אינם יכולים לשמש עבור הגבלת שינה כרונית ויש יותר מלחיץ טיפול עדין7, 15. הגבלת שינה כרוני יכול להתבצע גם באמצעות פרוטוקול חזק שיכול לשמש עם או בלי EEG אלקטרודה השרשה ותוכנות מחשב משויך, אך פרוטוקול זה אינה מונעת כולנו לישון, ולכן הוא פחות נשלט לעומת טיפול עדינה4,16. היכולת להגביל או לשלול עכברים של שינה במשך ימים רבים ברציפות ללא ציוד ספציפי, תוכנות מחשב או השתלת אלקטרודה היא יתרון לשיטת טיפול עדין. הגבלת שינה כרונית באמצעות טיפול עדין ביעילות מגביל שינה בחולדות neonatal ומייצרת מגוון של שינויים התנהגותיים בעקבות שינה חסך התקופה8,11,12, 17.
כאן, אנו מתארים תוצאות בו מניעת שינה כרוניות במשך שלוש שעות לכל יום מיום כמחנכת 5 (P5) כדי P42 משפיע באופן משמעותי גדושה של עכברים בעקבות תקופה של 30 יום התאוששות שבו שינה לא מופרע. תוצאות אלו מדגישים את ההשפעות ארוכות הטווח של הגבלת שינה כרונית במהלך הפיתוח על התנהגות עתידית.

<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

שינה היא קריטית עבור פיתוח תקין פלסטיות עצבית. יתר על כן, דפוסי שינה חריגים הם מאפיין של הפרעות התפתחותיות רבות. הגבלת שינה כרונית כיצד לומד במהלך הפיתוח יכול להשפיע על התנהגות המבוגרים יכולים להוסיף להבנת הופעתם של סימפטומים התנהגותיים של הפרעות התפתחותיות. בעוד ישנן שיטות רבות יכול לשמש כדי להגביל שינה בחולדות כולל גפיים בכפייה, הפרעה מתמדת, מצגת של גירוי aversive, או הלם חשמלי, מרבית השיטות האלה מאוד מלחיצים ולא ניתן להשתמש בעכברים neonatal. כאן, אנו מתארים טיפול עדין, טכניקה חסך שינה ניתן להשתמש בה באופן כרוני במהלך פיתוח לבגרות להשגת שינה ההגבלה. טיפול עדין כרוך תצפית קרובה של העכברים לאורך כל תקופת חסך שינה ודורש החוקר בעדינות ויפיצו את החיות בכל פעם הם אינם פעילים או להציג התנהגויות הקשורות שינה. יחד עם EEG הקלטות, טיפול עדין יכול לשמש באופן סלקטיבי לשבש שלב מסוים של שינה כגון תנועות עיניים מהירות (REM). בטכניקה של טיפול עדין הוא כלי רב עוצמה עבור חקר ההשפעות של הגבלת שינה כרונית אפילו בעכברים neonatal העוקפות רבים מההליכים יותר מלחיץ המשמש עבור מניעת שינה.

כדי לחקור את ההשפעות של שינה כרונית ההגבלה על התנהגות, נישן עכברים מוגבלת במשך שלוש שעות מדי יום בין 11:00 לבין השעה 14:00 מ P5 P428. בעקבות ההגבלה שינה, עכברים היו נותר ללא הפרעה במשך ארבעה שבועות, מותר להתאושש הגבלת שינה. עכברים נבדקו על התנהגות בעקבות תקופת ההחלמה א...

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

נתאר שיטת מניעת שינה המכונה טיפול עדין שבו החוקרים בעדינות ויפיצו עכברים עת שינה התנהגות נצפית. שיטה זו היא כלי רב עוצמה המאפשר לחוקרים לחקור את ההשפעות שינה כרונית הגבלה לאורך התפתחות שיכולה להכיל על המוח העתידי פיזיולוגיה והתנהגות.

מניעת שינה כרונית עכבר כלבלבים באמצעות עדין לטיפול

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

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום השינה כגון ההשפעות של הגבלת שינה כרונית במהלך התפתחות לאחר הלידה. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שזה פחות מלחיץ מאשר טכניקות אחרות של מניעת שינה והוא יכול לשמש בקלות לאורך כל הפיתוח ולהמשיך לבגרות. התחל בהקצאת כל כלוב לקבוצת בקרת השינה או למחסור בשינה.ודא שלעכברים יש גישה לליביאטום של מזון ומים, והסר כל מזון, מצעים או חפצי העשרה שעשויים להגביל את תצוגת העכברים. עבור קבוצת הביקורת, להסיר את האדון מכלוב המגדל ביום שלאחר הלידה חמש ולהשאיר את הסכר עם הגורים עד הגמילות. לאחר מכן, להעביר עכברים שהוקצו לקבוצת הביקורת לחדר מניעת שינה בעדינות לדרבן את העכברים עם מברשת צבע ברציפות במשך 10 דקות ביום למשך הניסוי.לאחר 10 דקות, החזירו את העכברים לחדר החזקת בעלי החיים ואל תפריעו להם. התחל על ידי הסרת האדון מכלוב המגדל ביום שלאחר הלידה חמש ולהשאיר את הסכר עם הגורים עד הגמילות. להעביר עכברים שהוקצו לקבוצת מניעת שינה לחדר מניעת שינה מדי יום במהלך מחזור האור שבו הם יהיו במעקב.במהלך תקופה זו, בעדינות לדרבן את העכבר עם מברשת צבע אם חשוד להיות ישן עד תגובה נצפתה. לחלופין, להפוך עכברים ולדחוף על גבם כדי לשבש את השינה. שקול עכבר להירדם אם מתרחש אחד מהתנאים הבאים:עוויתות, חוסר פעילות, או אם העיניים עצומות.שקול עכברים להיות ער אם הם נעים מסביב, מנסה להתהפך לאחר היותו על גבם, או לטפח את עצמם. אם הסכר מכסה את הגורים במהלך מניעת השינה, בעדינות לדרבן אותה מן הגורים כך הנוף של הגורים הוא בלתי מוגבל. המשך עם פרוטוקול מניעת שינה עד לנקודת הקצה של הניסוי.כאשר התקופה של שלוש שעות של מניעת שינה הושלמה, לשים את המצעים וכל מזון שאולי הוסר בחזרה ולשים את המכסה בחזרה על הכלוב. לבסוף, להחזיר כלובים לחדר החזקת בעלי החיים עד למחרת של מניעת שינה. לאחר תקופת החלמה של חודש אחד, התוצאות הצביעו על כך שבמבחן חברותיות, נקבות מוגבלות שינה בילו יותר זמן לרחרח את העכבר הזר מאשר לשלוט בנקבות ולזכרים מוגבלי שינה הייתה נטייה לבלות יותר זמן לרחרח את האובייקט בהשוואה לזכרים שולטים.יתר על כן, בשלב החידוש החברתי של הבדיקות, עכברים נקבה מוגבל שינה בילו כמות מוגברת של זמן לרחרח את העכבר הרומן מאשר פקדים נשיים. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לשים לב ולהגיב מיד להתנהגויות טרום שינה, במיוחד בעכברים יילודים שבהם הצורך בשינה גבוה. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו שדה פתוח, רוטארו, מבוך פלוס מוגבה ובדיקות התנהגות חברתית על מנת לענות על שאלות נוספות כמו ההשפעות ההתנהגותיות ארוכות הטווח של הגבלת שינה כרונית במהלך ההתפתחות.

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.

משימת קונגרואנסי Crossmodal כאמצעי להשיג מדוד התנהגות אובייקטיבי בפרדיגמה האשליה יד גומי

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.

השימוש בתיבת פאזל כאמצעי להערכת היעילות של הסביבה העשרה

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.

שגיאות כאמצעי צמצום בחירת מזון אימפולסיבית

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.

מניפולציה של Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) ולישון חולדות ועכברים ידי דיקור

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.

בדיקת רפלקס נוירו-התפתחותי ב- Neonatal עכברוש 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.

נחישותם לא פולשנית, תפוקה גבוהה של משך השינה בחולדות

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.

מדידת Tameness פעילים וסבילים בנפרד בעכברים

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.

הרומן וראייה ומיקום אובייקט ההתנהגותי בוחן בעכברים על תקציב

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.

מדידות אוטומטיות שינה ופעילות גינקולוגיות Cavefish מקסיקני

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.

מודל פיצול שינה כרוני באמצעות רוטור מסלולי רוטט כדי לגרום לגירעון קוגניטיבי והתנהגות דמוית חרדה בעכברים צעירים מסוג בר

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