睡眠消除装置：一种高效的睡眠剥夺方法 果蝇

睡眠稳态，即睡眠丧失后睡眠的增加，是睡眠的一个决定性特征。因此，睡眠剥夺和睡眠限制是研究睡眠调节与功能的有力工具。本方案可高效地对果蝇进行睡眠剥夺和睡眠限制，同时最大限度地减少潜在的干扰因素。

SNAP 可使果蝇的睡眠减少超过 95%，即使在睡眠驱动力较高的果蝇中也是如此。重要的是，使用 SNAP 对果蝇进行刺激不会对其造成伤害，且不会引发与手动剥夺睡眠相当的反弹效应，而手动剥夺睡眠是最低限度干扰性睡眠剥夺的标准方法。可视化 SNAP 如何保持果蝇清醒将有助于研究人员使用并优化该实验方案。

首先将羽化的果蝇收集到小瓶中，按雌雄分开。将果蝇以少于20只的群体进行饲养，并在光照和湿度可控的环境中培养3至5天。准备适量的试管，在试管一端加入果蝇培养基，并用石蜡封住该端。

使用吸虫器将清醒且正常活动的果蝇逐只放入试管中，并用泡沫塞堵住试管口。将试管装入活动监测仪中以监测睡眠，确保试管放置方向正确。试管中食物的一端应位于SNAP装置的上方，以防止果蝇被推入食物中。

将活动监测仪放入记录室，监测果蝇至少连续两天的睡眠，以评估基础睡眠水平。使用活动记录软件，以每分钟为一个时间区间，保存从某一天开灯时刻至前一天开灯时刻之间的果蝇运动活动计数。利用自定义宏程序，根据运动活动数据估算睡眠，将连续5分钟无活动定义为一次睡眠事件。

如果在前两个基线日睡眠状态稳定，则在第三天将活动监测器放入SNAP中进行夜间睡眠剥夺。确保使用监测器固定针将活动监测器牢固固定到位。连接监测器电源线，并正确放置监测器方向。

经过一夜睡眠剥夺后，一旦灯光开启，立即拔掉活动监测仪的电源，并将其从SNAP装置中取出。将果蝇放入记录室中，在接下来的两天内保持不受干扰，以监测其恢复期睡眠。针对每只果蝇，计算其在睡眠剥夺期间每小时获得的睡眠量与基线期对应小时睡眠量的每小时差值，然后将这些每小时差值相加，得出总睡眠损失量。

接下来，计算恢复期每小时睡眠量与基线期对应小时睡眠量的差值，然后将每小时差值相加，得到恢复的总睡眠量。计算每种基因型在恢复期12小时、24小时和48小时内的平均睡眠恢复百分比。最后，计算每种基因型在基线期和恢复期的平均日间睡眠片段长度和最长日间睡眠片段长度。

果蝇在SNAP系统中被剥夺睡眠，并在白天进行睡眠恢复。通过果蝇在睡眠剥夺期间表现出的高活动性，证明了SNAP系统在保持果蝇清醒方面的有效性。为了定量评估睡眠剥夺及恢复的效果，计算了每只果蝇在剥夺期间丢失的睡眠量以及在恢复期重新获得的睡眠量。

重要的是，在睡眠剥夺日与基线日之间，基线睡眠没有显著变化，表明这些果蝇的睡眠状态是稳定的。SNAP 有效剥夺了果蝇夜间超过 98% 的睡眠。果蝇在前 12 小时内恢复了约 20% 的睡眠，但在随后的夜间未出现进一步的睡眠补偿。

第二天他们开始恢复睡眠，在48小时内恢复了36%的睡眠。睡眠稳态的特征是在恢复期间睡眠时间增加以及睡眠深度增加。白天睡眠的集中程度常被用作衡量睡眠深度的指标。

睡眠巩固性可以通过全天平均睡眠片段持续时间来评估。然而，由于在恢复期间睡眠压力逐渐消散，平均睡眠片段持续时间会缩短。最大睡眠片段持续时间的变化可提供更为敏感的评估指标。

该操作可轻松修改以尽量减少睡眠剥夺，从而控制刺激的非特异性效应。SNAP 可设置为限制睡眠，以模拟人类的慢性睡眠剥夺。它也可用于测量觉醒阈值。

利用SNAP进行睡眠剥夺已通过研究睡眠丧失的负面影响，为睡眠功能提供了重要的科学见解。通过鉴定干扰反弹睡眠表达的操作因素，SNAP睡眠剥夺还有助于阐明调控睡眠的稳态机制。