吳聊大鼠，大家好，我是吳文遠(yuǎn)。
失眠是最常見(jiàn)的睡眠障礙。有關(guān)失眠發(fā)生機(jī)制和治療藥物的研究需涉及失眠動(dòng)物模型及其相關(guān)的評(píng)價(jià)方法。本文結(jié)合文獻(xiàn)，總結(jié)了近十年國(guó)內(nèi)外常用的失眠動(dòng)物模型，從物理因素分析總結(jié)其原理和特點(diǎn)，整理收集失眠模型的評(píng)價(jià)方法，為失眠的研究提供基礎(chǔ)。
1觸碰法
觸碰法指通過(guò)輕柔觸碰動(dòng)物、晃動(dòng)或拍打鼠籠以干擾動(dòng)物的睡眠造成動(dòng)物失眠的方法。觸碰的方式可為人工手動(dòng)觸碰，也可利用儀器，選取毛刷、杠桿或木棒進(jìn)行自動(dòng)觸碰。晃動(dòng)籠具既可手動(dòng)搖晃，也可將其放在搖床或可移動(dòng)的平面上以達(dá)到使動(dòng)物保持清醒的目的。該方法具有刺激強(qiáng)度小、對(duì)動(dòng)物干擾小的優(yōu)點(diǎn)，且無(wú)持續(xù)性壓力。人工干預(yù)的方法較易實(shí)施，但對(duì)實(shí)驗(yàn)者的專注力、體力要求較高，只適合短時(shí)間造模。若采用儀器進(jìn)行自動(dòng)干擾，短期或長(zhǎng)期造模均可。上海欣軟的XR-XS108大小鼠睡眠剝奪儀可以將動(dòng)物放入含杠桿的鼠籠中，杠桿每2min自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)10s，當(dāng)觸碰到動(dòng)物時(shí)，動(dòng)物被喚醒。腦電監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，這一過(guò)程中動(dòng)物的非快動(dòng)眼睡眠（non rapid eye movement sleep，NRMES）和快動(dòng)眼睡眠（rapid eye movement sleep，REMS）時(shí)間顯著減少，覺(jué)醒次數(shù)明顯增加。研究多利用此方法觀察不同處理的小鼠在短時(shí)睡眠剝奪后，睡眠恢復(fù)的差異性?，F(xiàn)已成為最常用的睡眠剝奪方法。
2平臺(tái)水環(huán)境法
平臺(tái)水環(huán)境法的原理是動(dòng)物進(jìn)入REM睡眠后肌肉張力消失，從平臺(tái)掉落水中驚醒，造成REM睡眠剝奪。造模方法為將動(dòng)物放在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)直徑較小的平臺(tái)上，平臺(tái)對(duì)于小鼠多設(shè)定為直徑約2cm、高約5cm；對(duì)于大鼠直徑約6.5cm，高約8cm。實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)注入自來(lái)水，水面高度距離平臺(tái)面約0.5~1cm。此方法包括單平臺(tái)法和多平臺(tái)法，單平臺(tái)法即實(shí)驗(yàn)籠內(nèi)僅設(shè)置一個(gè)平臺(tái)，可避免動(dòng)物相互干擾，但會(huì)造成單籠飼養(yǎng)的隔離應(yīng)激，甚至出現(xiàn)社交障礙。多平臺(tái)法可同時(shí)進(jìn)行多只動(dòng)物的REM睡眠剝奪，并且動(dòng)物可在各平臺(tái)上自由活動(dòng)。故多平臺(tái)法應(yīng)用較廣泛。該方法可針對(duì)性剝奪REM睡眠，缺點(diǎn)是若造模時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或強(qiáng)度過(guò)大，可能出現(xiàn)動(dòng)物掉落水中因體力不支無(wú)法返回平臺(tái)而死亡的現(xiàn)象。故不適合長(zhǎng)期且高強(qiáng)度造模。
3滾筒法
滾筒法（轉(zhuǎn)輪法）的原理是將動(dòng)物放入滾筒等裝置中，裝置自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，動(dòng)物被迫隨裝置轉(zhuǎn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致無(wú)法入睡或短暫睡眠后覺(jué)醒。實(shí)驗(yàn)除設(shè)有對(duì)照組和睡眠剝奪組外，常增加強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)組，目的在于排除運(yùn)動(dòng)對(duì)動(dòng)物睡眠相關(guān)指標(biāo)的影響。強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)組的裝置轉(zhuǎn)速多設(shè)置為睡眠剝奪組的兩倍，時(shí)間減少一半，保證充足的睡眠。此方法的特點(diǎn)為造模強(qiáng)度大，可實(shí)現(xiàn)完全睡眠剝奪，重復(fù)性和可靠性高，但對(duì)動(dòng)物的體力消耗大，對(duì)儀器的穩(wěn)定性要求較高。研究發(fā)現(xiàn)將小鼠放入滾筒（外徑35.6cm，內(nèi)徑20.9cm）中，滾筒以3m/min轉(zhuǎn)3s，停12s的方式自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以探究睡眠剝奪24h和恢復(fù)期48h內(nèi)小鼠睡眠的變化。結(jié)果表明小鼠24h內(nèi)覺(jué)醒時(shí)間達(dá)97%，恢復(fù)期第1天7:00~19:00，小鼠NREM和REM睡眠明顯反彈。除觸碰法、平臺(tái)水環(huán)境法和滾筒法外，水上網(wǎng)格法、水上轉(zhuǎn)盤(pán)法等也可應(yīng)用于失眠動(dòng)物的造模，但據(jù)近十年文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)已較少應(yīng)用。
4慢性不可閾值溫和應(yīng)激
慢性不可預(yù)知溫和應(yīng)激模型（chronic unpredictable mild stress，CUMS），早期又名慢性溫和應(yīng)激模型（CMS），由Katz于1981年首先建立。造模期間動(dòng)物歷經(jīng)潮濕墊料、空瓶、禁食、冰水游泳、熱水游泳、夾尾、晝夜顛倒、電擊等操作，最終造成快感缺失、焦慮、抑郁和學(xué)習(xí)記憶障礙等。此模型大多用于焦慮、抑郁、認(rèn)知等方面的研究，也有研究顯示其會(huì)對(duì)睡眠造成影響。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)SD大鼠進(jìn)行28d的慢性不可預(yù)知溫和應(yīng)激后，向大鼠腹腔注射50mg/kg戊巴比妥鈉，觀察到模型大鼠的睡眠時(shí)間顯著縮短。也有研究對(duì)小鼠進(jìn)行9周的CUMS造模，并間隔進(jìn)行腦電監(jiān)測(cè)。結(jié)果顯示，造模僅3d即可使小鼠的REMS時(shí)間顯著增加，并持續(xù)至造模結(jié)束；NREMS在整個(gè)周期內(nèi)時(shí)長(zhǎng)無(wú)顯著變化，但呈碎片化。
5慢性束縛
束縛是將動(dòng)物放入狹小的束縛裝置中，限制動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)空間和范圍，造成心理和生理的雙重壓力，具有簡(jiǎn)單易操作、無(wú)痛且持久的特點(diǎn)。慢性束縛不僅使動(dòng)物情緒、學(xué)習(xí)記憶等行為學(xué)指標(biāo)、炎癥指標(biāo)發(fā)生變化，也可造成睡眠障礙。有文獻(xiàn)研究表明將ICR小鼠放入50mL離心管制成的束縛器中，進(jìn)行為期3、5或7d的束縛造模，每天9h或12h，并于束縛結(jié)束后腹腔注射戊巴比妥鈉誘導(dǎo)動(dòng)物入睡，觀察睡眠潛伏期和睡眠時(shí)間。束縛后的各組小鼠睡眠潛伏期均延長(zhǎng)、睡眠時(shí)間均縮短，以每天束縛9h，持續(xù)7d最為顯著。研究表明對(duì)C57BL/6J小鼠進(jìn)行3周的浸水和束縛實(shí)驗(yàn)，將小鼠放入束縛管內(nèi)，垂直放入水中。每天2h，每周6d，并于各周第7天進(jìn)行腦電監(jiān)測(cè)。小鼠在給予1、2和3周的壓力刺激后24h內(nèi)均顯示出覺(jué)醒時(shí)間減少，NREMS和REMS時(shí)間增加，其中第1周結(jié)果最顯著，同時(shí)伴隨REMS次數(shù)明顯增加。
6慢性社會(huì)挫敗
慢性社會(huì)挫敗動(dòng)物模型模擬人在社會(huì)環(huán)境中因社會(huì)地位等問(wèn)題產(chǎn)生的心理壓力，最終導(dǎo)致社交恐懼和興趣缺失。動(dòng)物模型常采用C57BL/6J小鼠，將其放入CD1小鼠的籠中，因CD1小鼠的領(lǐng)地中突然出現(xiàn)其他動(dòng)物，會(huì)攻擊C57BL/6J小鼠。造模一般采用每天攻擊10min，其余時(shí)間用透明隔板隔開(kāi)的方式。該方法不僅會(huì)引起動(dòng)物的社交障礙，同時(shí)會(huì)改變其睡眠節(jié)律。有研究對(duì)C57BL/6J小鼠進(jìn)行10d慢性社會(huì)挫敗造模，在第1、3、10天進(jìn)行腦電監(jiān)測(cè)。結(jié)果顯示1、3、10d社會(huì)挫敗后3h內(nèi)覺(jué)醒時(shí)間顯著增加，REMS時(shí)間顯著減少，NREM睡眠減少；造模后10~22h出現(xiàn)睡眠反彈，覺(jué)醒時(shí)間極顯著減少，NREM睡眠極顯著增加，REM睡眠增加。有文獻(xiàn)研究表明同樣用C57BL/6J小鼠造成社會(huì)挫敗模型，并每日監(jiān)測(cè)腦電變化。發(fā)現(xiàn)造模期間，模型組REMS平均時(shí)間顯著增加，在第4、5、6、7、9天與對(duì)照組有顯著性差異，REMS次數(shù)對(duì)應(yīng)增加。慢波睡眠時(shí)間也呈上升趨勢(shì)，同時(shí)伴隨覺(jué)醒時(shí)間減少。
7空瓶刺激
空瓶刺激模型由林文娟等建立，指動(dòng)物經(jīng)過(guò)定時(shí)喂水訓(xùn)練后，形成條件反射，隨后進(jìn)行不定時(shí)空瓶刺激，1d內(nèi)1~2次，以誘發(fā)其情緒應(yīng)激?？蒲腥藛T應(yīng)用慢性情緒應(yīng)激造大鼠失眠模型。大鼠經(jīng)歷10d定時(shí)喂水訓(xùn)練后，進(jìn)行14d空瓶刺激，應(yīng)激后大鼠睡眠總時(shí)間、慢波睡眠、REM睡眠均縮短。
8電擊
電擊是可使動(dòng)物產(chǎn)生恐懼的壓力源，大量研究表明其會(huì)對(duì)動(dòng)物的睡眠產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)電刺激造大鼠失眠模型，參數(shù)為電流0.5mA，頻率1Hz，刺激30s間隔30min，觀察到8h電刺激后SD大鼠睡眠總時(shí)間、慢波睡眠、REM睡眠均減少，覺(jué)醒時(shí)間增加?？蒲腥藛T應(yīng)用相同參數(shù)電擊造模，觀察大鼠經(jīng)受刺激前后睡眠的變化，結(jié)果與上述研究一致。觸碰法、平臺(tái)水環(huán)境法和滾筒法模擬因?yàn)橥饨绛h(huán)境干擾所致的睡眠不足，根據(jù)造模時(shí)間可造成完全睡眠剝奪或部分睡眠剝奪，使動(dòng)物表現(xiàn)出以睡眠時(shí)間減少為特征的失眠癥狀。慢性不可預(yù)知溫和應(yīng)激、慢性束縛、慢性社會(huì)挫敗、空瓶刺激和電擊是通過(guò)心理和生理的雙重應(yīng)激，造成動(dòng)物睡眠障礙，普遍表現(xiàn)為覺(jué)醒時(shí)間增加，睡眠時(shí)間減少。然而，經(jīng)歷慢性社會(huì)挫敗應(yīng)激的動(dòng)物多表現(xiàn)為睡眠時(shí)間增加。此外，創(chuàng)傷后應(yīng)激、沖突性心理應(yīng)激也可造成動(dòng)物睡眠障礙，出現(xiàn)失眠癥狀。
