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睡眠剥夺仪如何发挥对睡眠的作用

来源:中国仪器批发网2018-09-06 10:34:23浏览:592
  据外媒《连线》报道,在研究了睡眠剥夺小鼠和Sik3突变小鼠的大脑化学状况后,筑波大学国际综合睡眠医学研究所的一个研究小组已确定有80种蛋白质出现了状态差异,在睡眠充足的正常老鼠中却未发现这些差异。科学家们认为,这一发现或许是从分子层面理解人类需要睡眠和感到困倦的原因的关键。
  
  两年前,日本科学家发现了一只无法保持清醒状态的老鼠。它的Sik3基因发生了突变,睡眠时间会比通常的老鼠多30%。虽然醒来时显然精神振作,但它再次打盹的时间却比实验室中起对照作用的正常“室友”多得多,它似乎更需要睡眠。
  
  在后续研究中,研究者描述了沉睡大脑中出现的许多现象。在脑电图仪中,被剥夺睡眠的大脑会产生缓慢的脑波,相较睡眠充分的大脑,这些脑波峰值较高,谷值较低。身体产生的某些物质会让人昏昏欲睡,有些物质却让人清醒。虽然睡眠占据了我们的许多时间,但睡眠有助于学习,也是生存所必需的。如果我们太长时间不睡觉,很可能会死掉。
  
  令人困惑的是,睡眠如何发挥如此重要的作用以及大脑如何记录清醒的时间。据推测,睡眠需求的内部机制与睡眠期间复原的某些变化过程有关。
  
  新的研究结果表明,一种生物化学方法可能会带来一些线索, 特别是研究这80种已被鉴定的蛋白质(以及其他可能蛋白质)的磷酸化作用(意指磷酰基的附着)。磷酸化通常会关闭或以其他方式调节蛋白质的活性,因此在这种情况下,它可能会改变这些蛋白质的某些功能。
  
  
  科学家团队认为,研究Sik3突变型小鼠(他们也称之为嗜睡小鼠)的磷酸化作用有望带来一定成果。Sik3基因所编码的酶发挥着添加磷酰基的作用,而嗜睡小鼠的突变让这种酶过度活跃,因此增添的磷酰基多于正常情况。研究文章合著者、德克萨斯西南大学和筑波大学的教授刘庆华(Qinghua Liu)表示,这种嗜睡状态“表明这些突变小鼠大脑中的磷酸化作用存在错误或发生了改变。”他最近把工作转移到了北京生命科学研究所。
  
  他们的实验比较了嗜睡小鼠和正常小鼠(睡眠充足或处于不同睡眠剥夺状态)。研究人员首先发现,在睡眠剥夺小鼠和Sik3突变型小鼠的大脑中,一些类似的磷酸化酶呈活跃状态。他们查看了大脑中的所有磷酸化蛋白质,发现虽然发生变化的蛋白质大致相同,但它们的标记看起来不同。嗜睡小鼠和正常小鼠彼此显著不同,睡眠充足的小鼠和睡眠剥夺小鼠之间也是如此。特别是,睡眠剥夺小鼠出现了更多的磷酸化作用;此外,嗜睡小鼠的许多蛋白质被磷酸化的程度高于正常小鼠。
  
  总之,在Sik3突变型小鼠和睡眠剥夺小鼠中,80种蛋白质的磷酸化程度高于对照组。研究人员称这些为“睡眠需求指数磷蛋白质(以下简称SNIPP蛋白质)”。他们在后续实验中发现,小鼠醒来的时间越长,这些蛋白质被磷酸化的程度越高。
  
  有趣的是,这些磷酸化蛋白质中超过80%(有69种)与突触(神经元相互连接的地方)相关。相较大脑整体,突触蛋白中的磷酸化比例远高于大脑作为整体的磷酸化比例。这暗示了突触和睡眠调节之间的关联性,这一关联是睡眠界常讨论的问题。
  
  睡眠是恢复精力体力所必须的休息,睡眠障碍会影响大脑思维,并导致疾病发生,从而使人体从健康状向亚健康,甚至是疾病状态,睡眠剥夺(sleep deprivation,SD)是制作睡眠障碍模型的必备仪器。
  
  TOM-PT型睡眠剥夺仪剥夺睡眠的原理是利用实验动物所站立的平台随机移动使实验动物无法进入睡眠,大大减少了传统水环境睡眠剥夺或电刺激睡眠剥夺给实验动物造成的伤害。
  
  TOM-PT型睡眠剥夺仪产品特点:
  
  没有有害性刺激,对实验动物伤害小
  
  每台仪器可以同时操作4只小鼠或4只大鼠。也可以8只小鼠或8只大鼠
  
  采用先进的液晶显示屏,可以直观看出运行状态
  
  实验时间以万年历形式设计,可精确到某天某时某分某秒开始或结束
  
  仪器支持供食供水,支持长期实验造模
  
  运行和休息时间可以循环进行
  
  运行速度:1~60米/分钟,运行过程中可以加速

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