DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-32402-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41554797
تاريخ النشر: 2026-01-19
المؤلف: Naoko Hayashi وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث النوم واليقظة
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة التفاعلات المعقدة بين جودة النوم، التسلسل الاجتماعي، والعزلة الاجتماعية في الفئران الذكور، باستخدام سلالتين مختلفتين من الفئران: فئران C57BL/6J (B6)، التي تتميز بتسلسل اجتماعي ضعيف، وهجائن ICR×B6 F1، التي تظهر تسلسلاً اجتماعياً قوياً. لعزل تأثيرات التفاعلات الاجتماعية عن الاتصال الجسدي المباشر، نفذ الباحثون شرط سكن الجيران. في هذا الإعداد، ظل هيكل النوم متسقًا بين الفئران المسيطرة والتابعة عبر كلا السلالتين. ومع ذلك، عند إيواء الفئران بشكل فردي، ظهرت اختلافات كبيرة في أنماط النوم، تأثرت بكل من الرتبة الاجتماعية وسلالة الفأر. ومن الجدير بالذكر أن الإيواء الفردي زاد من كمية نوم حركة العين السريعة (REMS) بشكل حصري في فئران B6 التابعة، مما يشير إلى استعداد وراثي للاستجابة بشكل مختلف للظروف الاجتماعية.
تسلط النتائج الضوء على العلاقات المعقدة بين البيئة الاجتماعية، الرتبة الاجتماعية، والعوامل الوراثية في تنظيم REMS. من خلال تقليل تأثير الاتصال المباشر من خلال تصميم سكن الجيران، تقدم هذه الدراسة منظورًا جديدًا حول دراسات النوم في الفئران، مما يشير إلى أن الديناميات الاجتماعية يمكن أن تغير بشكل كبير جودة وكمية النوم. قد توفر هذه الرؤى حول التفاعل بين REMS، التسلسل الاجتماعي، والعزلة معلومات للبحوث المستقبلية التي تهدف إلى فك رموز وظائف REMS، التي لا تزال غير مفهومة جيدًا.
مقدمة
في هذه الدراسة، تحققنا من هيكل النوم للفئران المسيطرة والتابعة تحت ظروف سكن الجيران، ولم نجد اختلافات كبيرة بين الرتبتين الاجتماعيتين عبر خلفيات وراثية مختلفة. يتناقض هذا مع الأبحاث السابقة التي تشير إلى أن الرتبة الاجتماعية الأعلى ترتبط بتقليل نوم REM (REMS) خلال المرحلة الضوئية وزيادة REMS خلال المرحلة المظلمة في الفئران المعيشية في مجموعات. قد يفسر غياب الاتصال الجسدي المباشر في إعداد سكن الجيران هذا التناقض، حيث يمكن أن تؤدي التفاعلات العدائية في السكن الجماعي إلى تحفيز التوتر في الفئران التابعة، مما يؤثر على REMS الخاصة بهم.
كشفت التحليلات الإضافية أن كلا من الفئران المسيطرة والتابعة أظهرت هياكل نوم مميزة عند مقارنتها بظروف الإيواء الفردي، مما يشير إلى أن سكن الجيران لا يعادل السكن الفردي. بالإضافة إلى ذلك، أشارت النتائج السابقة إلى أن الفئران في سكن الجيران أظهرت قلقًا وقدرات معرفية مشابهة لتلك الموجودة في السكن الجماعي، على الرغم من الاتصال المباشر المحدود. قد تسهم الاختلافات في سلالات الفئران أيضًا في الاختلافات الملحوظة في هيكل النوم، حيث يمكن أن يختلف تشكيل التسلسل الاجتماعي بين السلالات. ومع ذلك، تشير نتائجنا إلى أن الرتبة الاجتماعية لا تؤثر على هيكل النوم في فئران ICR×B6 F1 المعيشية في سكن الجيران، على الرغم من الاختلافات الملحوظة عن فئران B6، مما يبرز تعقيد التفاعلات الاجتماعية وتأثيراتها على النوم.
طرق البحث
في هذه الدراسة، استخدم المؤلفون سلالات الفئران C57BL/6JJcl وJcl: ICR، المستمدة من Japan SLC Inc. وClea Japan، على التوالي. لإنشاء مجموعة هجينة، تم تزاوج ذكور الفئران C57BL/6JJcl مع إناث الفئران Jcl: ICR، مما أدى إلى نسل ICR×B6 F1. تم إيواء الفئران في مجموعات تحت بيئة محكومة، مع الحفاظ على دورة ضوء/ظلام مدتها 12 ساعة مع تشغيل الأضواء في الساعة 8:30 صباحًا، وتم الحفاظ على درجة حرارة مستقرة تبلغ 21.0 ± 2.0 °C. تم إجراء جميع التقييمات السلوكية وقياسات النوم باستخدام الفئران الذكور لضمان اتساق التصميم التجريبي.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يسلط الضوء على النتائج المهمة التي تدعم الفرضيات أو أسئلة البحث المطروحة سابقًا في الدراسة. يتم عادةً توضيح البيانات من خلال أشكال تمثيل متنوعة، مثل الجداول، الرسوم البيانية، أو المعادلات، مما يسهل فهم النتائج بشكل أوضح.
قد يتضمن القسم أيضًا تحليلات إحصائية تتحقق من النتائج، مثل قيم p أو فترات الثقة، مما يشير إلى موثوقية وأهمية النتائج. علاوة على ذلك، يتم مناقشة أي اتجاهات أو أنماط ملحوظة فيما يتعلق بالأدبيات الموجودة، مما يوفر سياقًا وآثارًا للبحوث المستقبلية. بشكل عام، يعد هذا القسم مكونًا حاسمًا من الورقة، حيث يلخص الأدلة التجريبية التي تدعم استنتاجات الدراسة.
المناقشة
يقدم قسم المناقشة في ورقة البحث النتائج المتعلقة بتأثيرات الرتبة الاجتماعية وظروف السكن على هيكل النوم في فئران B6 وICR×B6 F1. أشار اختبار أنبوب الهيمنة إلى أن فئران ICR×B6 F1 شكلت تسلسلات اجتماعية أكثر قوة من فئران B6، كما يتضح من فترات الأنابيب الأقصر للفئران التابعة ICR×B6 F1 (1.1 ± 0.3 ثانية) مقارنة بالفئران التابعة B6 (2.2 ± 0.2 ثانية؛ p = 0.0084). كشفت قياسات النوم أن نوم حركة العين غير السريعة (NREMS) كان أعلى بشكل ملحوظ في ظروف الإيواء الفردي مقارنة بسكن الجيران لكل من الفئران المسيطرة والتابعة، مما يشير إلى أن التفاعلات الاجتماعية خلال المرحلة المظلمة قد تزيد من مستويات الإثارة وتقلل من NREMS.
كما أبرزت الدراسة أن ديناميات نوم REM (REMS) تختلف بين سلالتي الفئران. أظهرت الفئران التابعة B6 زيادة ملحوظة في REMS تحت ظروف الإيواء الفردي، بينما كانت هذه التأثيرات غائبة في الفئران التابعة ICR×B6 F1. تشير النتائج إلى أن الرتبة الاجتماعية تؤثر على جودة النوم، حيث تعاني الفئران المسيطرة من تحسين جودة النوم في الإيواء الفردي بسبب النوم غير المضطرب، بينما تواجه الفئران التابعة زيادة في التوتر بسبب العزلة الاجتماعية. بالإضافة إلى ذلك، أشارت تحليلات طيف الطاقة EEG إلى أن الفئران المسيطرة كانت لديها طاقة دلتا EEG أعلى في NREMS تحت ظروف الإيواء الفردي، بينما أظهرت الفئران التابعة انخفاضًا في طاقة ثيتا EEG في REMS، مما يعكس التفاعل المعقد بين التسلسل الاجتماعي وهيكل النوم. بشكل عام، تؤكد الدراسة على الحاجة إلى اعتبار دقيق للبيئات الاجتماعية في أبحاث النوم وتوفر رؤى حول الآليات التي تؤثر على REMS.
القيود
تشمل قيود الدراسة الاستخدام الحصري لاختبار أنبوب الهيمنة لتقييم التسلسل الاجتماعي في الفئران، والذي، على الرغم من بساطته ونتائجه القوية، قد لا يتوافق عبر جميع سلالات الفئران. تشير الأبحاث السابقة إلى أن التصنيفات المستمدة من هذه الطريقة موثوقة لبعض السلالات، مثل فئران B6 أو ICR، ولكن يجب توخي الحذر عند تعميم هذه النتائج على سلالات أخرى. بالإضافة إلى ذلك، قد يحد حجم العينة المكون من ستة فئران لكل مجموعة تجريبية، على الرغم من كونه نموذجيًا لدراسات النوم، من قوة الاستنتاجات المستخلصة.
علاوة على ذلك، ركزت الدراسة فقط على الفئران الذكور، وهو أمر مهم نظرًا لأن التسلسلات الاجتماعية في الذكور تميل إلى أن تكون أكثر عدائية مقارنة بتلك الموجودة في الإناث. يثير هذا مخاوف بشأن الاختلافات النوعية في التسلسلات الاجتماعية بين الجنسين، فضلاً عن إمكانية اختلاف النتائج السلوكية بعد التعرض للتوتر. وبالتالي، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف الاختلافات بين الجنسين في التغيرات في النوم المرتبطة بظروف السكن والتسلسل الاجتماعي.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-32402-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41554797
Publication Date: 2026-01-19
Author(s): Naoko Hayashi et al.
Primary Topic: Sleep and Wakefulness Research
Overview
This study investigates the complex interactions between sleep quality, social hierarchy, and social isolation in male mice, utilizing two distinct mouse lines: C57BL/6J (B6) mice, characterized by a weak social hierarchy, and ICR×B6 F1 hybrids, which exhibit a robust social hierarchy. To isolate the effects of social interactions from direct physical contact, the researchers implemented a neighbor-housing condition. Under this setup, sleep architecture remained consistent between dominant and subordinate mice across both lines. However, when housed individually, significant differences in sleep patterns emerged, influenced by both social rank and mouse line. Notably, single housing increased the amount of rapid eye movement sleep (REMS) exclusively in subordinate B6 mice, indicating a genetic predisposition to respond differently to social conditions.
The findings highlight the intricate relationships among social environment, social rank, and genetic factors in regulating REMS. By minimizing the impact of direct contact through the neighbor-housing design, this study offers a novel perspective on sleep studies in mice, suggesting that social dynamics can significantly alter sleep quality and quantity. These insights into the interplay of REMS, social hierarchy, and isolation may inform future research aimed at unraveling the functions of REMS, which remain poorly understood.
Introduction
In this study, we investigated the sleep architecture of dominant and subordinate mice under neighbor-housing conditions, finding no significant differences between the two social ranks across different genetic backgrounds. This contrasts with previous research indicating that higher social rank correlates with reduced REM sleep (REMS) during the light phase and increased REMS during the dark phase in group-housed mice. The absence of direct physical contact in our neighbor-housing setup may explain this discrepancy, as antagonistic interactions in group housing could induce stress in subordinate mice, thereby affecting their REMS.
Further analysis revealed that both dominant and subordinate mice displayed distinct sleep architectures when compared to single-housing conditions, suggesting that neighbor-housing does not equate to solitary housing. Additionally, previous findings indicated that mice in neighbor-housing exhibited anxiety and cognitive abilities similar to those in group housing, despite limited direct contact. Variations in mouse lines may also contribute to the observed differences in sleep architecture, as social hierarchy formation can differ among strains. However, our results indicate that social rank does not influence sleep architecture in neighbor-housed ICR×B6 F1 mice, despite notable differences from B6 mice, underscoring the complexity of social interactions and their effects on sleep.
Methods
In this study, the authors utilized C57BL/6JJcl and Jcl: ICR mouse strains, sourced from Japan SLC Inc. and Clea Japan, respectively. To create a hybrid population, male C57BL/6JJcl mice were mated with female Jcl: ICR mice, resulting in ICR×B6 F1 offspring. The mice were housed in groups under a controlled environment, maintaining a 12-hour light/dark cycle with lights activated at 8:30 AM, and were kept at a stable temperature of 21.0 ± 2.0 °C. All behavioral assessments and sleep measurements were conducted using male mice to ensure consistency in the experimental design.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It highlights the significant outcomes that support the hypotheses or research questions posed earlier in the study. The data is typically illustrated through various forms of representation, such as tables, graphs, or equations, which facilitate a clearer understanding of the results.
The section may also include statistical analyses that validate the findings, such as p-values or confidence intervals, indicating the reliability and significance of the results. Furthermore, any observed trends or patterns are discussed in relation to the existing literature, providing context and implications for future research. Overall, this section serves as a critical component of the paper, summarizing the empirical evidence that underpins the study’s conclusions.
Discussion
The discussion section of the research paper presents findings on the effects of social rank and housing conditions on sleep architecture in B6 and ICR×B6 F1 mice. The dominance tube test indicated that ICR×B6 F1 mice formed more robust social hierarchies than B6 mice, as evidenced by shorter tube durations for subordinate ICR×B6 F1 mice (1.1 ± 0.3 s) compared to B6 subordinates (2.2 ± 0.2 s; p = 0.0084). Sleep measurements revealed that non-rapid eye movement sleep (NREMS) was significantly higher in single-housed conditions compared to neighbor-housing for both dominant and subordinate mice, suggesting that social interactions during the dark phase may increase arousal levels and reduce NREMS.
The study also highlighted that REM sleep (REMS) dynamics differed between the two mouse lines. B6 subordinate mice exhibited a notable increase in REMS under single-housing conditions, while this effect was absent in ICR×B6 F1 subordinate mice. The findings suggest that social rank influences sleep quality, with dominant mice experiencing improved sleep quality in single-housing due to undisturbed sleep, whereas subordinate mice faced increased stress from social isolation. Additionally, EEG power spectra analyses indicated that dominant mice had higher NREMS EEG delta power under single-housing conditions, while subordinate mice showed reduced REMS EEG theta power, reflecting the complex interplay between social hierarchy and sleep architecture. Overall, the study underscores the need for careful consideration of social environments in sleep research and provides insights into the mechanisms affecting REMS.
Limitations
The study’s limitations include the exclusive use of the dominance tube test to assess social hierarchy in mice, which, while simple and yielding robust results, may not correlate across all mouse strains. Previous research indicates that the rankings derived from this method are reliable for certain strains, such as B6 or ICR mice, but caution is warranted when generalizing these findings to other lines. Additionally, the sample size of six mice per experimental group, although typical for sleep studies, may limit the robustness of the conclusions drawn.
Furthermore, the study focused solely on male mice, which is significant given that social hierarchies in males tend to be more antagonistic compared to those in females. This raises concerns about the qualitative differences in social hierarchies between sexes, as well as the potential for differing behavioral outcomes following stress exposure. Consequently, further research is needed to explore sex differences in sleep changes associated with housing conditions and social hierarchy.