睡眠剝奪儀| 睡眠剝奪實驗對小鼠的學習記憶能力有缺失?

先來說結論 , 12、24h短期睡眠剝奪 , 兩種剝奪方法均不會對小鼠的情緒和學習記憶產生影響 。 48h的睡眠剝奪、睡眠剝奪箱并沒有造成小鼠焦慮樣情緒和空間記憶能力受損 , 但多平臺水環境法會使小鼠出現焦慮樣情緒 , 空間記憶未受影響 。 用睡眠剝奪箱進行長時間睡眠剝奪 , 小鼠均產生焦慮樣情緒;剝奪時間達到3周 , 學習過程減慢 , 空間記憶能力受損 。
為了研究睡眠不足影響情緒和認知功能的相關機制 , 減少睡眠障礙的影響 , 研究工作者建立了多種睡眠剝奪模型 , 常用的有慢速轉輪法、多平臺水環境法、輕微觸碰法、跑步機等 , 但這些模型方法對動物都會有較強的生理及心理應激 , 有的還需要實驗人員看守和操作 , 增加了實驗的不穩定因素 , 實驗檢測結果并不一致 。
近些年出現一種新型的睡眠剝奪設備 , 采用近似無聲的電機帶動金屬桿在鼠籠底部來回撥動以阻止動物睡眠 , 該設備與鼠籠環境相似 , 對動物的應激性相對較小 。
睡眠剝奪儀| 睡眠剝奪實驗對小鼠的學習記憶能力有缺失?
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睡眠剝奪儀 , 新款 , 上海欣軟
實驗儀器和分析軟件
該設備是一個類似圓形鼠籠的透明裝置 。 小鼠在剝奪箱內可以自由活動、進食和飲水 , 靠近鼠籠底部裝有一個長方形的金屬桿 , 金屬桿間隔移動周期從15s到30min可調 。 當撥桿從鼠籠的一端勻速移動到另一端時 , 小鼠需要跨過金屬桿才可以繼續活動 。 如果小鼠睡著 , 金屬桿撥動就會對小鼠產生觸覺刺激 , 喚醒小鼠 , 阻止睡眠 。
多平臺水環境剝奪箱(29.5cm×21.5cm×15.5cm)為實驗室自制 。 睡眠剝奪組采用6個小平臺 , 直徑為3 。 5cm 。 環境對照組剝奪箱內放置大平臺 , 直徑為13cm 。
曠場、高架十字迷宮和Morris水迷宮均由上海欣軟科技有限公司提供 。 建議用VisuTrack動物行為分析軟件進行行為學實驗數據記錄和分析 。
睡眠剝奪測試方法
本研究選用短期睡眠剝奪和長期睡眠剝奪方式 。 實驗小鼠分為環境對照組(TC)和睡眠剝奪組(SD) , 每組8只小鼠 。 多平臺水環境法和睡眠剝奪箱分別采用12、24、48h的睡眠剝奪時長 , 其中睡眠剝奪箱金屬桿的撥動間隔時間為30s 。 根據小鼠的生活規律和鼠房的亮燈周期確定睡眠剝奪周期:12hSD(第1天22:30—第2天10:30);24hSD(第1天8:00—第2天8:00);48hSD(第1天8:00—第3天8:00) 。
由于多平臺水環境剝奪法會導致小鼠頻繁落水 , 對體力消耗極大 , 不適用于長期睡眠剝奪 。 本次研究長期睡眠剝奪僅使用了睡眠剝奪箱模型 。 剝奪周期為1周、2周和3周 , 金屬桿的撥動間隔時間仍為30s , 剝奪90min休息15min 。
行為學檢測方法曠場(openfield , OFT)
曠場是用于對實驗動物自主活動能力和焦慮水平的測試 。 每次測試把小鼠面向同一方向放入曠場箱的中心區域 , 自由活動6min , 前1min小鼠適應曠場環境 , 記錄適應環境后5min的總活動距離(totaldistance)和進入中心區域的時間(timeincenterzone) 。 高架十字迷宮(elevatedplusmaze , EPM)
高架十字迷宮離地面60cm , 由兩個開臂和兩個閉臂組成 , 臂長均為30cm 。 測試時小鼠面向開臂放入中心區域 , 自由活動5min , 記錄在5min內小鼠進入開臂的時間百分比(percenttimeinopenarms) 。 Morris水迷宮
采用2d的實驗模式 , 即第1天進行定位巡航實驗 , 第2天進行空間探索實驗 。 水迷宮直徑1m , 平臺直徑9cm , 水溫保持在23℃ 。 訓練階段 , 把小鼠面朝池壁隨機從4個象限放入水中 , 讓小鼠自由游泳60s , 找到平臺停留20s , 小鼠每次找到并爬上平臺的時間即為逃逸潛伏期(escapelatency) 。 如果在60s內未找到平臺 , 則由實驗人員引導找到平臺 , 在平臺停留20s , 逃逸潛伏期即為60s 。 每次訓練結束后擦干小鼠 , 送回鼠籠休息60s進行下一次訓練 , 共進行12次訓練 。 把12次訓練的結果分為3組進行數據分析 。