雖然早已知道，睡眠在人類及哺乳動物的生命活動中具有十分重要的生理意義，但迄今為止，睡眠發(fā)生的確切機制卻尚未*闡明。根據(jù)睡眠時的腦電圖、肌電圖及眼球運動表現(xiàn)，可將睡眠分為非快速眼球運動睡眠（ nonrapid eye movements，NREM）和快速眼球運動睡眠（ rapid eye movement，REM）或快波睡眠。睡眠剝奪（ sleep deprivation）是研究睡眠的功能與發(fā)生機制的重要方法，睡眠剝奪模型的選擇，將直接影響睡眠剝奪實驗的可靠性及準確性，對睡眠剝奪實驗結(jié)果具有重要的影響。現(xiàn)將幾種常用的大鼠睡眠剝奪模型的方法、評價及進展情況綜述如下。
1 平臺睡眠剝奪技術(shù)（ platform technique）
此類方法又稱為花瓶技術(shù)（ flower pot technique），主要是利用大鼠畏水及在水中無法進入睡眠的生活習性，通過在盛水的水槽中放置平臺，讓大鼠站立在平臺上，因平臺直徑足夠小（直徑6.5cm或更小），當大鼠進入REM時，因全身肌張力降低引起節(jié)律性低頭、觸水，以此來達到剝奪REM的目的。此類方法簡單易行，無需復雜昂貴的設(shè)備，在不同條件的實驗室均能開展，因而應(yīng)用廣泛。其主要用來剝奪大鼠的REM，可分為以下三種方法：
1.1 單平臺睡眠剝奪法（ single platform method，SP）
此方法早于1964年由 Jouvet等應(yīng)用在貓的睡眠剝奪實驗中，不久以后， Cohen將此方法應(yīng)用于大鼠的睡眠剝奪實驗。方法為將一圓柱形小平臺（直徑約65mm），放置在長400mmx寬340mmx高160mm的水槽中，往水槽中加水，至平臺露出水面約10mm，將1只大鼠置于小平臺上，大鼠可在平臺上站立，可入NREM。當大鼠進入REM時，全身骨骼肌張力明顯降低，頸部肌張力降低引起節(jié)律性低頭、觸水，從而無法進人REM。采用SP實驗可引起動物的體重及胸腺重量減輕、腎上腺重量增加、血漿中腎上腺皮質(zhì)酮（CORT）增加、動物攻擊行為增加、機體免疫反應(yīng)抑制等。因SP是單只大鼠進行實驗，且在實驗中大鼠的活動空間受限，故有學者認為以上的臨床與實驗室表現(xiàn)可能與大鼠的群體隔離或活動空間受限有關(guān)。進一步研究發(fā)現(xiàn)，在實驗前群體飼養(yǎng)的動物，當與群體隔離后也會出現(xiàn)攻擊行為增加、血漿中CORT增加、免疫功能抑制等表現(xiàn)，大鼠活動空間受限也可引起血漿中CORT的水平的增加。這些結(jié)果與單平臺睡眠剝奪實驗中見到的類似。為克服SP中大鼠與群體分離及活動空間受限的缺點，在SP基礎(chǔ)上進一步發(fā)展為多平臺睡眠剝奪法。
1.2多平臺睡眠奪法（ multiple platform method，MP）
MP法由 Van Hulzen等于1981年早應(yīng)用在大鼠睡眠剝奪實驗中。在MP中，為擴展大鼠的活動空間，將小平臺由SP中的1個增加至7個，仍將1只大鼠放在小平臺間進行睡眠剝奪試驗。因大鼠可以在7個小平臺間自由活動，故活動范圍較SP中有明顯增大。經(jīng)實驗比較，在MP中，反映應(yīng)激增強的一些指標，如腎上腺重量增加和胸腺重量減少仍然存在，甚至在大鼠血液中 ACTH,CORT的增加及腎上腺重量的增加較SP的更高，提示MP較SP有更強的應(yīng)激性。考慮到大鼠為群居動物，單只大鼠實驗易導致與所在群體的隔離。為克服群體隔離所帶來的應(yīng)激反應(yīng)，有學者將MP法進一步改良，發(fā)展為改良多平臺睡眠剝奪法。
1.3 改良多平臺睡眠剝奪法（ modified multiple platform method, MMPM)
在MMPM中，將10只大鼠（具體數(shù)目可根據(jù)實際需要確定）同時放在裝有14或15個小平臺的水槽中（長127cmx寬44cmx高45cm）進行實驗，這樣既避免了SP、MP中單只大鼠與群體隔離的缺點，又保留了MP中活動范圍增大的特點。因在實驗時大鼠多是3只或4只一籠進行飼養(yǎng)，如1組實驗需10只大鼠，則需要3籠或4絕大鼠。考慮到來自不同籠中飼養(yǎng)2周，實驗時再將這些大鼠放在一起同時進行睡眠剝奪實驗，這樣以克服實驗時大鼠群體不穩(wěn)定的缺點，從而將實驗時的不確定因素減至低。實驗研究發(fā)現(xiàn)，在MMPM中，經(jīng)采取措施保持大鼠群體穩(wěn)定性及避免大鼠與群體分離后，大鼠腎上腺重量、體重減輕量、血清中促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）和腎上腺皮質(zhì)酮（CORT）的含量均較MP中為低，提示MMPM較MP具有更低的應(yīng)激性，是較為理想的REM剝奪方法。
2 強迫運動睡眼剝奪法（ forced locomotion technique）
此類睡眠剝奪方法形式多樣，在腦電監(jiān)護情況下可行全部的睡眠剝奪（ total sleep deprivation，TSD）和選擇性的睡眠剝奪（ selective sleep deprivation，SSD）其共同特點是通過動力裝置，迫使大鼠不停地運動，從而達到睡眠剝奪的目的。此類方法的優(yōu)點是睡眠剝奪效果明顯，睡眠剝奪的時間及強度易于掌、重復性好，無須實驗人員隨時觀察實驗情況，減輕了實驗人員工作強度。缺點是長時間運動引起機體的一系列應(yīng)激反應(yīng)，可能干擾睡眠剝奪的實驗結(jié)果。現(xiàn)選取其中兩種有代表意義的方法介紹如下。
2.1水平轉(zhuǎn)盤睡眠剝奪法（ large round horizontal platform method)
此方法應(yīng)用廣泛，又稱為disk-over- water method、由 Rechtschaffen等于1983年早應(yīng)用在睡眠剝奪實驗中。實驗裝置由一個電腦控制臺、一個水平轉(zhuǎn)盤及兩個開放的長方形有機玻璃缸組成。轉(zhuǎn)盤直徑為46cm，在電腦控制下可以按順時針、逆時針方向隨機水平轉(zhuǎn)動。兩只有機玻璃缸的尺寸均為長60cmx寬20.5cmx高60cm，在距離缸底5cm處的缸側(cè)壁開有一條縫隙，使轉(zhuǎn)盤的一半能分別從縫隙伸入兩只玻璃缸中，并能隨意轉(zhuǎn)動。缸底留置水約2cm深，轉(zhuǎn)盤離水面約3cm。實驗前1周將睡眠剝奪大鼠頭頸部植入微電極，并將微電極與電腦控制臺相連。將大鼠放在轉(zhuǎn)盤上適應(yīng)環(huán)境1周，每天約1h，讓大鼠習慣在轉(zhuǎn)盤上活動、進水、進食等。實驗時將實驗組的大鼠及對照組的大鼠分別置于兩只缸中的轉(zhuǎn)盤上，當電腦通過微電極監(jiān)測到實驗組大鼠進入慢波或快波睡眠的腦電信號后，立即發(fā)出指令使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動6s（6s內(nèi)轉(zhuǎn)動1/3圈），當大鼠被轉(zhuǎn)到玻璃缸壁時，因被玻璃缸壁擋住而可能掉入水中。每次在實驗組睡眠剝奪大鼠進人睡眠時轉(zhuǎn)盤即轉(zhuǎn)動6s，方向隨機，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時兩只大鼠均被動地隨著轉(zhuǎn)盤移動。此方法一次只剝奪一只大鼠睡眠，當實驗組的睡眠剝奪大鼠在運動，進食時，轉(zhuǎn)盤并不轉(zhuǎn)動，而此時對照組的大鼠則可以趁機睡覺，以彌補被剝奪的睡眠。此方法中睡眠剝奪組大鼠與對照組大鼠條件極其相似，因而可減少因?qū)嶒灄l件不同而所致的應(yīng)激反應(yīng)，可進行TSD和SSD實驗。
2.2 旋轉(zhuǎn)圓筒睡眠剝奪法（ rotating drum method）
此方法于1979年由 Alexander等早應(yīng)用于睡眠剝奪實驗中。設(shè)備主要由一柱形圓筒及一小型慢速馬達構(gòu)成。圓筒直徑30cm，高30cm，圓筒底由PVC（聚氯乙烯）構(gòu)成，側(cè)壁由直徑為10.4mm的PVC桿圍成，桿長度30cm，桿之間間隔15.5mm，圓筒與小型馬達相連，馬達轉(zhuǎn)速為每45s轉(zhuǎn)1圈（也有學者應(yīng)用每min轉(zhuǎn)1圈）。至少在實驗前2d，每天將大鼠放入圓筒中適應(yīng)環(huán)境1次，適應(yīng)時間不少于3h。實驗時將馬達按45s1圈進行勻速轉(zhuǎn)動，通過圓筒的轉(zhuǎn)動帶動大鼠不停運動而達到睡眠剝奪的目的。此類方法簡單易行，睡眠剝奪效果明顯，缺點是長時間不停運動，可引起機體的運動后應(yīng)激反應(yīng)及身體疲勞，可能干擾睡眠剝奪實驗結(jié)果。此類方法發(fā)展出多種變化Marcos等在進行新生大鼠睡眠剝奪時將簡旋轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至2-3 r/min，后期逐漸增加至6-7 r/min， Shen等將圓筒在30s內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°，每5min旋轉(zhuǎn)一次以達到睡眠剝奪的目的。
3 輕柔刺激法（ method of gentle handling）
此方法在短期的睡眠剝奪實驗中應(yīng)用較多。當實驗人員通過觀察大鼠行為或通過腦電波監(jiān)護觀察到大鼠進入睡眠時，通過輕輕拍打大鼠籠子，或應(yīng)用聲音、光線的刺激促使大鼠保持清醒，必要時還可用紙卷、鉛筆或用手直接觸摸大鼠，使大鼠無法進入睡眠。注意不能將大鼠移出籠外。此方法簡單易行，在腦電監(jiān)護情況下可進行TSD或SSD實驗。在無腦電監(jiān)護時，需要實驗人員在旁不間斷觀察大鼠行為，易導致實驗人員的睡眠剝奪，故較適合較短時間的睡眠剝奪實驗。
4 藥物睡眠剝奪法
定時給大鼠注射藥物（多為一些中樞興奮藥），也可剝奪部分或全部睡眠，如注射咖fei因、特殊的神經(jīng)毒素（DSP-4）、可樂定等。此類方法簡單易行，操作方便，不需要特殊儀器。缺點是大鼠存在個體差異，睡眠剝奪的效果及程度及不易掌握。多用在研究某些特殊藥物藥理作用的實驗中。
文獻來自<<中華神經(jīng)醫(yī)學雜志 >>.
