Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

השימוש בתיבת פאזל כאמצעי להערכת היעילות של הסביבה העשרה

Published: December 29, 2014 doi: 10.3791/52225
Automatic Translation
1, 1,2, 1, 1
1Discipline of Physiology, University of Sydney, 2Bosch Animal Behavioural Facility, University of Sydney

Introduction

העשרה סביבתית (EE) יכולה להיות מוגדרת כסביבה המספקות בעלי חיים עם הזדמנות מוגברת לאינטראקציה חברתית, פעילות מוטורית, וגירויים חושיים יותר מאשר בדרך כלל חווה בenvironment.EE מעבדה סטנדרטית הוכח להשפיע באופן עקבי את התנהגותם של בעלי חיים, להביא ל שינויים כגון הפחתה של מתח ופעילות הקשורה לחרדה 8-10, ביצועים משופרים במשימות למידה וזיכרון 8,11, התחלה המוקדמת של קואורדינציה מוטורית ופעילות גישוש 11, שינויים בטיפול אימהי 8, כמו גם התנגדות לחומרים ממכרים 12 15. יתר על כן, EE נחשף לשיפור ההשפעות של הפרעות ניווניות, לעכב את התחלתה, ולהקטין את חומרת הסימפטומים במודלים של בעלי חיים של הנטינגטון 1-4,16, פרקינסון 17 ומחלת אלצהיימר 18.

שינויים אלה CORמתייחס בשינויים אנטומיים ומולקולריים EE ידוע לגרום בכל רחבי המוח. בעלי חיים שגודלו בסביבה מועשרת מהשלבים המוקדמים של פיתוח להראות מספר עצום של שינויים עצביים, כוללים משקל המוח גדל ועובי קליפת המוח, הדנדריטים הסתעפות 9,2-22 וצפיפות הסינפטית 23. EE יכול לשנות גם את הרמה ועיתוי של ביטוי גורם הגדילה 9,24-30, אשר הוכח לתרום לפיתוח מואץ של 25,26,28,29 חושיים, 30 יינון, כמו גם מעגלי מנוע 31,32.

מחקרים קודמים גילו בממצאים סותרים פעמים כאשר חוקרים את ההשפעה של EE, מבלי לקחת בחשבון את הסוגים השונים של בעלי חיים וסביבות שימוש בתוך מחקרים בודדים 9,24,27,30. נכון לעכשיו, אין משימה התנהגותית עקבית ופשוטה שיכול לשמש כדי למדוד את האפקטיביות של פרדיגמות EE שונות בזנים שונים ומפרטies של בעלי חיים.

משימת תיבת פאזל תוכננה כבדיקה פשוטה כדי לקבוע פתרון הבעיות המקומיות של חיה יכולת 7. בעלי חיים ממוקמים בשטח הפתוח נדרשים להסיר שיבוש חומרים ממוקמים בתוך פתח קטן כדי לגשת לאזור / מקלט מכוסה. כל נושא נתון שלושה ניסויים עם אותו החסימה על מנת להעריך שלוש תכונות קוגניטיביות שונות. המשפט הראשון מניב אינדיקציה בסיסית של יכולת פתרון בעיות הגלומה או ילידים. המשפט השני, לרוץ באותו היום, נותן אינדיקציה ליכולתו של בעל החיים כדי לשפר וכך לחזק את האסטרטגיות להסרת החסימה הספציפית. המשפט השלישי, שנערך ביום הבא, מספק תובנה היכולת של הנושא כדי לשמור ולזכור את הפתרון למד את המשימה.

המוטיבציה לפתרון "חידות חסימה" אלה על ידי בעלי החיים יכולה להיות מגוונת, באופן פוטנציאלילעורר תשוקה מולדת להימנע שדות פתוחים ולחפש מחסה, כמו גם כונן פנימי לחקור את הסביבה שלהם 6,7. שפע של נהגי התנהגות פוטנציאליים העומדים בבסיס הרצון לפתור את תיבת פאזל מצביע על כך שהאזורים שונים של המוח מעורבים בתיווך ביצוע משימה. מחקרים קודמים הראה כי במודלים עכבריים של סכיזופרניה, קליפת מוח הקדם חזיתית, כמו גם את ההיפוקמפוס מעורב ברכישה של משימה זו 5. מחקר נגע בחולדות גם חשף מספר רב של אזורים במוח המעורבים בביצועי Box פאזל, כוללים גרעינים שונים התלמוס, ההיפותלמוס, המוח הקטן, ומבנים הלימבית. יחדיו, ממצאים אלה מצביעים על כך שעוסקים בבעיה זו פתרון משימה כרוך שורה של מבנים עצביים הקשורים בתפקוד הקוגניטיבי.

תיבת פאזל שמשה בהצלחה על מנת להעריך את יכולת פתרון הבעיות של עכברים, כמו גם ליקויים קוגניטיביים הוצגו על ידי מ 'דגמי שתן של סכיזופרניה 5-7. ביצועים במשימה הוכח להיות עקבי מאוד, ולתאם גם עם תוצאות של בדיקות קוגניטיבי-התנהגות אחרות 6. מטרת עבודה זו הייתה וכך להתאים את משימת Box פאזל להפוך לאמצעי פשוט ואמין לקביעת היעילות של EE.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

הצהרת אתיקה: כל ההליכים אושרו על ידי ועדת האתיקה של בעלי החיים מאוניברסיטת סידני והותאמו לבריאות הלאומית ומועצה למחקר רפואי של הנחיות אוסטרליה. נהלים בוצעו על עכברי C57 / BL6J שגודלו במתקן Bosch מכרסמים אוניברסיטת סידני. כל העכברים שוכנו בחדר מאוורר כראוי-אחת ב 21 ° C טמפרטורת סביבה על מחזור אור-חושך 12 שעות עם אורות בב 0600 שעות בכלובים מאווררים בנפרד גישה כרצונך מודעת מזון ומים יבשים עם. נקבות מאוחרת הריון חולקו באקראי לתנאי דיור סטנדרטיים או מועשר לסביבה.

1. שיכון (רמות העשרה):

  1. להשיג 4 נקבות עכברים בוגרים המאוחר הריון. באופן אקראי להקצות 2 למצב הסטנדרטי ולמקם כל אחד מהם לכלוב נקי סטנדרטי עכבר (ממדים הכוללים 391 x 199 x 160 מ"מ) המכיל איגלו עכבר אדום אחד. למצב המועשר, למקם את הרמ"א2 עכברים לכלוב חולדה בגודל נקי יחיד (ממדים הכוללים 462 x 403 x 404 מ"מ) ining.
  2. לתוך כלוב ההעשרה, להציב מגוון של חפצים שנועדו להגביר את הגירוי חושי ומוטורי (למשל גלגלי ריצה, גירויים חזותיים, כדורי צמר גפן בניחוח, רצועות ולקרו).
  3. כל 2 עד 3 ימים להזיז חפצים אלה על בתוך הכלוב; לרענן כל שנהרסו.
  4. על גמילה בלידת 21 ימים, בעלי חיים ממין ומקום לדיור נפרד בין גברים לנשים עולים בקנה אחד עם תנאי הסביבה הם גדלו. למצב המועשר להבטיח כי יש בין 3 ל 10 עכברים לכלוב עם 2 ו -5 עכברים לסטנדרטי. להתחיל בדיקות התנהגותיות פעם בעלי החיים מגיעים לבגרות (12-14 שבועות של גיל).

2. בניית תיבת פאזל

  1. להשיג 6 חתיכות של אקריליק הלבן (או חומר שאינו נקבובי אחר): מ"מ אחד 750 x 280, שני מ"מ 280 x 250, 750 x 250 שני מ"מ, ומ"מ אחד 150 x 280 (ראה איור 1).
  2. להשיג פיסת אקריליק השחור אחד 280 x 250 מ"מ, עם פתח מרובע 40 x 40 מ"מ חתוך לצד אחד של היצירה הזאת (ראה איור 1).
  3. להרכיב את תיבת פאזל כדלקמן: להשתמש בפיסת מ"מ 750 x 280 כחלק התחתון של התיבה, להשתמש 280 x 250 מ"מ חתיכות כמו הקצוות של התיבה, ו-750 x 250 מ"מ חתיכות כצדדים של התיבה.
  4. למדוד 150 מ"מ לתוך התיבה מקצה אחד, ולמקם את חתיכת אקריליק השחורה על פני התיבה, כך שהוא מפצל אותה לשני תאים (אחד גדול, אחד קטן) עם סומק הפתיחה עם החלק התחתון של התיבה.
  5. קח את פיסת מ"מ 150 x 280 של אקרילי לבן ומניח אותו על גבי התא הקטן יותר של התיבה כדי לוודא שמכסה תחום זה לחלוטין, מתן חדר חשוך "המטרה של התיבה". להדביק את הקטע הזה של אקריליק לגוף של התיבה הראשית על ידי צירים, או להשאיר חופשי שיש להסירו לחלוטין במהלך בדיקות התנהגותיות.
  6. קח 3 חתיכות של אקריליק (שלוש 4 x 120 מ"מ) ולהצטרף לעשות "u-shapערוץ ed ".

איור 1
איור 1: תרשים סכמטי של משימת Box פאזל. Box פאזל הוא תיבת אקריליק בהיקף של שטח פתוח-שדה (600 x 280 מ"מ) ואזור מוגן מטרה-box (150 x 280 מ"מ), מדידת 750 x 280 מ"מ בכל. פתיחת 40 x 40 מ"מ בתוך המחיצה (האפורה) שהפרידה בין שני האזורים מאפשרת חיות כדי לגשת לאזור מטרה-התיבה המכוסה מהשדה הפתוח. פתח זה נחסם בחסימות שהם קשים יותר ויותר כדי להסיר כבדיקה מתקדמת. בעלי חיים לעבור פרוטוקול חמישה ימים, בהיקף של ארבעה תנאי חסימה עם שלושה ניסויים לכל מצב.

3. ריצה של משימות Box פאזל

  1. לנקות ביסודיות את תיבת פאזל עם אלכוהול 70%. חזור על פעולה זו בין כל בעלי חיים שנבדקו.
  2. הנח איגלו עכבר אדום נקי בתוך ar מטרה-boxea של תיבת חידה, ולהחליף את המכסה על המטרה-box.
  3. אם יש מצב חסימה נבדק, למקם את החסימה בפתח השער התיבה (ראה איור 2).
  4. מניחים את העכבר נבדק לתוך קטע השטח הפתוח מקופסא פאזל, מכוון למטרה-התיבה, ובקצה הרחוק מהמטרה-box.
  5. רשום את הזמן שלוקח לכל ארבעת כפות הרגליים של בעלי החיים כדי להיכנס לסעיף מטרה-התיבה של תיבת חידה.
  6. אם בעל חיים לא נכנסו למטרה-box, לסיים את המשפט פעם אחת הוא הגיע למגבלת הזמן שנקבע (ראה טבלה 1).
  7. ברגע שמשפט נגמר, להסיר את החיה מקופסא פאזל ולמקם אותו לכלוב אחזקות נפרד עד למשפט הבא מתחיל. שמור 60-180 פער שניות בין ניסויים לכל חיה.
  8. לכל בעל חיים, לבצע שלושה ניסויים ליום במשך חמישה ימים רצופים של בדיקות, עם ארבעה תנאי חסימה ושלושה ניסויים של כל מצב. תלת השלישיאל למצב חסימה נתון תמיד צריך להינתן ביום שלאחר מכן (ראה טבלה 1).

טבלת 1
טבלת 1: ערכה של משימת Box פאזל. משימת תיבת פאזל מנוהלת במשך חמישה ימים, והוא מורכב מארבעה תנאי חסימה. ישנם שלושה ניסויים בכל אחד מארבעה הימים הראשונים, ואחד ביום החמישי. לכל אחד יש מצב חסימה שלושה ניסויים; שני הראשונים ביום אחד, והשלישי ביום מייד לאחר. המשפט הראשון של מצב חסימה נועד לבחון את יכולת פתרון בעיות מקומית, המשפט השני בוחן רכישת משימה וחיזוק, והמשפט השלישי משמש כassay עבור החזקת פתרון וזכירה.

איור 2
איור 2: לחסוםתנאי יון בתוך משימת Box פאזל. דיאגרמות סכמטי של זירת Box פאזל ותנאי חסימת שימוש בתוך מחקר זה. () מצב 0 (C0), ללא נוכחות חסימה בתוך הפתח שבין השטח הפתוח ואזורי מטרה-תיבה. (ב) תנאי 1 (C1 ), עם "u בצורה" הווה ערוץ בתוך הפתח שבין השטח הפתוח ואזורי מטרה-תיבה. (C) מצב 2 (C2), שבו הערוץ מלא בחומר מצעים נקי. (ד) מצב 3 (C3 ), עם "התוספת רקמה" קיים בתוך הפתח שבין השטח הפתוח ואזורי מטרה-תיבה. (E) מצב 4 (C4) עם "התוספת קצף" קיים בתוך הפתח שבין השטח הפתוח ומטרה-box אזורים. ממדים של הזירה הם כמו לכל רשומים בשיטות ואיור 1.

4. פרשנות של נתונים

  1. לייצג נתונים כמו גם זמן שלוקח לcomplete המשפט (כולל ניסויי null בו בעלי חיים לא להשלים את המשימה בתוך מגבלת הזמן שצוין) או כמספר ניסויי null.
  2. השתמש ANOVA אמצעים חזרו להעריך את ההשפעה של מצב דיור על ביצועים בתוך תיבת חידה, עם סוג חסימה / מצב (C) ומספר משימה (T) גורמים בתוך-נושאים ורמת ההעשרה (סטנדרטית לעומת מועשר) כבין-נושאי גורם .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

התוצאות שתוארו כאן הן מדגם מייצג, עם נתונים שנלקחו מכמה קבוצות מורכבות מהמלטות שונות. כל הבדיקות התנהגותיות נערכו בין 0700 ו 1100 שעות, עם סדר בדיקה אקראי של בעלי חיים בתוך קבוצה. בעלי חיים גדלו בסביבה מועשרת (n = 14, 7 נשים ו -7 גברים) לקחו פחות זמן לפתור את משימות החסימה בתוך תיבת פאזל מאלה שהועלו בסביבה סטנדרטית (n = 15, 7 נשים ו -8 גברים) (ראו איור 3) (חוזרת ונשנית אמצעי ANOVA עם סביבה כבין-נושאי גורם, F = 19.525, p <0.001). השפעה זו של EE בביצועים נצפתה בתוך ניסויים בודדים במהלך Box פאזל, שבו עכברים מועשרות נדרשים באופן משמעותי פחות זמן לפתור כל אחת מחידות החסימה בודדות, והייתה מסומנת במיוחד במשפט הראשון של כל מצב (univariate ANOVA עם סביבה כבין גורם -subjects: במצב 1-משפט 1 (C1T1), F = 4.308, p = 0.048; C1T3, F = 4.317, p = .047; C2T1, F = 9.466, p = 0.005; C2T2, F = 5.164, p = 0.031; C2T3, F = 7.031, p = 0.013; C3T1, F = 19.979, p = 0.000; C3T2, F = 5.788, p = 0.023; C3T3, F = 4.711, p = 0.039; C4T1, F = 5.094, p = 0.032). אין השפעה של מגדר (חזר אמצעי ANOVA עם מגדר כגורם בין-נושאים, F = 1.827, p = 0.188), ולא כל אינטראקציה משמעותית בין סביבת דיור והמין נצפה (חזר אמצעי ANOVA עם סביבה ומגדר כבין-נבדקי גורמים, סביבה * מין, F = .395, p = 0.535).

איור 3
איור 3: עכברים לסביבה מועשר לפתור את תיבת פאזל מהר יותר מאשר בעלי חיים סטנדרטיים שוכנו פאזל ביצוע משימת Box של בעלי חיים בוגרים שהועלו מלידה בשתי סביבות מועשרות או סטנדרטיים, כפי שהיא נמדדת על ידי הזמן שלוקח לכל ארבעת כפות להיכנס לאזור מטרה-box. בשניות. בעלי חיים raiSED בסביבה מועשרת (אדום) פתר את משימות החסימה בתוך תיבת חידה מהר יותר באופן משמעותי מאלה שהעלו בסביבה סטנדרטית (כחולים) (צעדים חוזרים ונשנים ANOVA עם סביבה כבין-נושאי גורם, F = 19.525, p <0.001). ביצועים משופרים בתוך משימות חידת חסימה בודדת נצפו לקבוצות מועשרות (univariate ANOVA עם סביבה כבין-נושאי גורם: C1T1 F = 4.308, p = 0.048; C1T3, F = 4.317, p = .047; C2T1, F = 9.466, p = 0.005; C2T2, F = 5.164, p = 0.031; C2T3, F = 7.031, p = 0.013; C3T1, F = 19.979, p = 0.000; C3T2, F = 5.788, p = 0.023; C3T3, F = 4.711, p = 0.039; C4T1, F = 5.094, p = 0.032). C0: אין חסימה; C1: בצורת U ערוץ; C2: ערוץ מלא בחומר, כלי מיטה, C3: התוספת רקמות; C4: התוספת קצף. C1T1 מתייחס למצב 1, בדיקה 1 וכו '(ראה טקסט). ברים שגיאה: שגיאת תקן של הממוצע (SEM), העשירו n = 14 (נקבה 7, 7 גברים), סטנדרטית n = 15 (7 נקבה, 8 גברים). *: P <0.05, **: P &# 60; 0.01, ***: P <0.001.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

הנתונים שהוצגו מראים כי תיבת פאזל ניתן להשתמש ביעילות על מנת להעריך את ההשפעה של EE. עכברים שגודלו בסביבה מועשרת לקחו באופן עקבי באופן משמעותי פחות זמן כדי לפתור חידות חסימה בתוך assay התנהגות זו מאשר בעלי חיים שגדלו בתוך תנאי מעבדה סטנדרטיים. יתר על כן, הבדל זה היה בולט ביותר במשפט הראשון לשלושה מתוך ארבעת התנאים שנבדקו, המצביע יש EE השפעה גדולה יותר על היכולת לפתור הבעיות המקומית של בעלי חיים, ביחס ליכולתם לחזק או לשמור על פתרונות לבעיות שהוצגו על ידי המשימה .

יתרונותיו העיקריים של תיבת חידה הם עלותו זולה חומר, פשטות במונחים של בנייה ויישום, כמו גם היעדר הצורך בהכשרה מוקדמת של הנושאים שנבדק. יתר על כן, השיטה יכולה להיות מותאמת לשימוש במגוון של חומרי חבלה ותנאים. לדוגמא, הפרוטוקול המשמש כאן הותאםממחקרים קודמים שהעסיקו Box פאזל כדי להעריך את היכולת הקוגניטיבית במגוון רחב של דגמי מדינת מחלת עכברית 5-7. מחקרים אחרים נוצלו בעבר וריאציות של תיבת פאזל להעריך את ההשפעה של תרופות אנטי-פסיכוטיות שיפור הקוגניטיבי 33 ולמידה באמצעות תצפית בתוך זירת בדיקה זו 34. תיבת פאזל לכן מציעה משימה התנהגותית מסוגלת להעריך מגוון רחב של מניפולציות סביבתיות, גנטיות ותרופתיות, בעוד להיות יחסית זמן וחסכוני.

גמישות המובנית זה, עם זאת, מדגישה את הצורך בכמה שלבים עיקריים ליישום המשימה בהצלחה. כשיטת כוללת את ההסרה הפיסית של מכשולים מפתיחה מסוימת בתוך זירת המבחן, ניסויים ראשוניים כדי לקבוע איזה חסימת תנאים מתאימים ופתירים בתוך מגבלות זמן שהוגדרו על ידי בעלי החיים כדי להיות מוערך הוא חשוב ביותר. זה רלוונטי במיוחד כאשר applying המשימה לקבוע את התפקיד הפוטנציאלי של העשרה במודלים של בעלי חיים של הפרעות ניווניות מנוע שיכולות עלולים לסכן 1-4,16,17 קשה. יתר על כן, מחקרים רבים ברחבי מרווחי זמן שונים נדרשים לבחון לעומק את היכולות הקוגניטיביות של הנושאים נבדקות. למרות רכישת משימה ושמירה קשורות, הם יכולים להיחשב כתהליכים נפרדים 35-37. כממצאים במחקר זה חושפים, הבדלים משמעותיים בביצועים יכולים להיות גדולים יותר בתוך אחד הגורמים העריכו.

למרות שההשהיה הייתה המדד העיקרי המשמש לניטור ביצועים של בעלי חיים במחקר זה, שכן הפרוטוקול כולל הקלטת וידאו של כל העכברים העוסקים במשימה, אפשר גם לבצע ניתוח מפורט יותר של התנהגות בתוך מנגנון הבדיקה. נושאי הדרך מקבוצות מועשרים והעלו את הרמה להתנהג בזירה, ובכלל זה אופן שבו הם מתקרבים מכשולים בeaשלב ch של המשימה עשוי לחשוף הבדלים נוספים, עדינים יותר בביצועים בין שתי הקבוצות 38-43. בשילוב עם היכולת להתאים מכשולים כדי להכיל את בעלי החיים שנבדקו, יש תיבת פאזל הפוטנציאל לספק אמצעי מהיר ופשוט של הבנתם את השפעתם של גורמים סביבתיים על מגוון של התנהגויות קוגניטיביות.

למרות פשוט ורב עוצמה, תיבת חידה אינה מהווה תחליף לניתוח מעמיק יותר של תפקוד הקוגניטיבי. במקום זאת, הוא מספק הערכה מהירה ואמינה הראשון עוקפת של פתרון בעיות, כמו גם רכישת משימה וזכירה שצריך ואז תיבדק באופן יסודי יותר באמצעות מטלות למידה קונבנציונליות. חשיבותה של שיטה כזו לא יכולה להיות מוגזמת. משימות למידה מסורתיות יכולות לדרוש כמות ניכרת של הַרגָלָה והכשרה של נושאים לפני שהם יכולים להניב תוצאות לפירוש, שאולי בעצמה השפעה על 44,45 ביצועים. כך,שיטה יעילה ואמינה לקבלת הערכה ראשונית של תפקוד הקוגניטיבי שניתן לשנות בקלות לצרכי ניסויים בודדים, כגון תיבת פאזל, שיש חשיבות רבה.

בהתחשב בכך ששיטות להקלה ולהפוך את הסימפטומים מזיקים הוצגו על ידי מודלים מהונדסים של מדינות מחלה נמצאות בפיתוח מתמיד 46,47, אמצעי מהיר ואמין של הערכה אפקטיבית של ההתערבויות מנקודת מבט התנהגות הוא קריטי. הנתונים שהוצגו כאן מצביעים על כך שתיבת פאזל זה היא כלי שימושי אשר יאפשר הערכות אלה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Black Acrylic Board 280 x 250 mm with a 40 x 40 mm "door" cut into one side
White Acrylic Board 280 x 250 mm
White Acrylic Board 280 x 250 mm
White Acrylic Board 750 x 250 mm
White Acrylic Board 750 x 250 mm
White Acrylic Board 150 x 280 mm
White Acrylic Board
Underpass 3 pieces of 40 x 120 mm plexiglass or acrylic
Note: If unable to access acrylic board, plexiglass or similar non-porous material will suffice.
Webcam Logitech C210 Fix to roof with electrical tape. Alternatively, use a tripod.
VirtualDub v1.10.4 VirtualDub N/A  Software for recording behaviour videos. Input from webcam.
TopScan v 3.0 CleverSys Inc. N/A  Software for automated top-view tracking and analysis of mouse behaviour. Captured videos are analysed post-hoc.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hockly, E., et al. Environmental enrichment slows disease progression in R6/2 Huntington's disease mice. Ann Neurol. 51, 235-242 (2002).
  2. Spires, T. L., et al. Environmental enrichment rescues protein deficits in a mouse model of Huntington's disease, indicating a possible disease mechanism. J Neurosci. 24, 2270-2276 (2004).
  3. van Dellen, A., Blakemore, C., Deacon, R., York, D., Hannan, A. J. Delaying the onset of Huntington's in mice. Nature. 404, 721-722 (2000).
  4. van Dellen, A., Cordery, P. M., Spires, T. L., Blakemore, C., Hannan, A. J. Wheel running from a juvenile age delays onset of specific motor deficits but does not alter protein aggregate density in a mouse model of Huntington's disease. BMC neuroscience. 9, 34 (2008).
  5. Ben Abdallah, N. M., et al. The puzzle box as a simple and efficient behavioral test for exploring impairments of general cognition and executive functions in mouse models of schizophrenia. Exp Neurol. 227, 42-52 (2011).
  6. Galsworthy, M. J., et al. Assessing reliability, heritability and general cognitive ability in a battery of cognitive tasks for laboratory mice. Behav Genet. 35, 675-692 (2005).
  7. Galsworthy, M. J., Paya-Cano, J. L., Monleon, S., Plomin, R. Evidence for general cognitive ability (g) in heterogeneous stock mice and an analysis of potential confounds. Genes Brain Behav. 1, 88-95 (2002).
  8. Sparling, J. E., Mahoney, M., Baker, S., Bielajew, C. The effects of gestational and postpartum environmental enrichment on the mother rat: A preliminary investigation. Behav Brain Res. 208, 213-223 (2010).
  9. Turner, C. A., Lewis, M. H. Environmental enrichment: effects on stereotyped behavior and neurotrophin levels. Physiol Behav. 80, 259-266 (2003).
  10. Turner, C. A., Lewis, M. H., King, M. A. Environmental enrichment: effects on stereotyped behavior and dendritic morphology. Dev Psychobiol. 43, 20-27 (2003).
  11. Turner, C. A., Yang, M. C., Lewis, M. H. Environmental enrichment: effects on stereotyped behavior and regional neuronal metabolic activity. Brain Res. 938, 15-21 (2002).
  12. Simonetti, T., Lee, H., Bourke, M., Leamey, C. A., Sawatari, A. Enrichment from birth accelerates the functional and cellular development of a motor control area in the mouse. PLoS One. 4, e6780 (2009).
  13. El Rawas, R., Thiriet, N., Lardeux, V., Jaber, M., Solinas, M. Environmental enrichment decreases the rewarding but not the activating effects of heroin. Psychopharmacology (Berl). 203, 561-570 (2009).
  14. Solinas, M., Chauvet, C., Thiriet, N., El Rawas, R., Jaber, M. Reversal of cocaine addiction by environmental enrichment). Proc Natl Acad Sci U S A. 105, 17145-17150 (2008).
  15. Solinas, M., Thiriet, N., Chauvet, C., Jaber, M. Prevention and treatment of drug addiction by environmental enrichment. Progress in neurobiology. 92, 572-592 (2010).
  16. Solinas, M., Thiriet, N., El Rawas, R., Lardeux, V., Jaber, M. Environmental enrichment during early stages of life reduces the behavioral, neurochemical, and molecular effects of cocaine. Neuropsychopharmacology. 34, 1102-1111 (2009).
  17. Kondo, M., et al. Environmental enrichment ameliorates a motor coordination deficit in a mouse model of Rett syndrome--Mecp2 gene dosage effects and BDNF expression. Eur J Neurosci. 27, 3342-3350 (2008).
  18. Faherty, C. J., Raviie Shepherd, K., Herasimtschuk, A., Smeyne, R. J. Environmental enrichment in adulthood eliminates neuronal death in experimental Parkinsonism. Brain Res Mol Brain Res. 134, 170-179 (2005).
  19. Gortz, N., et al. Effects of environmental enrichment on exploration, anxiety, and memory in female TgCRND8 Alzheimer mice. Behav Brain Res. 191, 43-48 (2008).
  20. Bennett, E. L., Diamond, M. C., Krech, D., Rosenzweig, M. R. Chemical and Anatomical Plasticity Brain. Science. 146, 610-619 (1964).
  21. Krech, D., Rosenzweig, M. R., Bennett, E. L. Effects of environmental complexity and training on brain chemistry. J Comp Physiol Psychol. 53, 509-519 (1960).
  22. Rosenzweig, M. R., Krech, D., Bennett, E. L., Diamond, M. C. Effects of environmental complexity and training on brain chemistry and anatomy: a replication and extension. J Comp Physiol Psychol. 55, 429-437 (1962).
  23. Faherty, C. J., Kerley, D., Smeyne, R. J. A Golgi-Cox morphological analysis of neuronal changes induced by environmental enrichment. Brain Res Dev Brain Res. 141, 55-61 (2003).
  24. Globus, A., Rosenzweig, M. R., Bennett, E. L., Diamond, M. C. Effects of differential experience on dendritic spine counts in rat cerebral cortex. J Comp Physiol Psychol. 82, 175-181 (1973).
  25. Greenough, W. T., Volkmar, F. R. Pattern of dendritic branching in occipital cortex of rats reared in complex environments. Exp Neurol. 40, 491-504 (1973).
  26. Li, S., Tian, X., Hartley, D. M., Feig, L. A. The environment versus genetics in controlling the contribution of MAP kinases to synaptic plasticity. Current biology : CB. 16, 2303-2313 (2006).
  27. Angelucci, F., et al. Increased concentrations of nerve growth factor and brain-derived neurotrophic factor in the rat cerebellum after exposure to environmental enrichment. Cerebellum. 8, 499-506 (2009).
  28. Cancedda, L., et al. Acceleration of visual system development by environmental enrichment. J Neurosci. 24, 4840-4848 (2004).
  29. Guzzetta, A., et al. Massage accelerates brain development and the maturation of visual function. J Neurosci. 29, 6042-6051 (2009).
  30. Ickes, B. R., et al. Long-term environmental enrichment leads to regional increases in neurotrophin levels in rat brain. Exp Neurol. 164, 45-52 (2000).
  31. Landi, S., Ciucci, F., Maffei, L., Berardi, N., Cenni, M. C. Setting the pace for retinal development: environmental enrichment acts through insulin-like growth factor 1 and brain-derived neurotrophic factor. J Neurosci. 29, 10809-10819 (2009).
  32. Landi, S., et al. Retinal functional development is sensitive to environmental enrichment: a role for BDNF. FASEB J. 21, 130-139 (2007).
  33. Pham, T. M., et al. Changes in brain nerve growth factor levels and nerve growth factor receptors in rats exposed to environmental enrichment for one year. Neuroscience. 94, 279-286 (1999).
  34. Pham, T. M., Soderstrom, S., Winblad, B., Mohammed, A. H. Effects of environmental enrichment on cognitive function and hippocampal NGF in the non-handled rats. Behav Brain Res. 103, 63-70 (1999).
  35. Sale, A., Berardi, N., Maffei, L. Enrich the environment to empower the brain. Trends Neurosci. 32, 233-239 (2009).
  36. Sale, A., et al. Maternal enrichment during pregnancy accelerates retinal development of the fetus. PLoS One. 2, e1160 (2007).
  37. Wolansky, M. J., Cabrera, R. J., Ibarra, G. R., Mongiat, L., Azcurra, J. M. Exogenous NGF alters a critical motor period in rat striatum. Neuroreport. 10, 2705-2709 (1999).
  38. Wolansky, M. J., Paratcha, G. C., Ibarra, G. R., Azcurra, J. M. Nerve growth factor preserves a critical motor period in rat striatum. J Neurobiol. 38, 129-136 (1999).
  39. Thompson, R., Huestis, P. W., Crinella, F. M., Yu, J. Brain mechanisms underlying motor skill learning in the rat. Am. J. Phys. Med. Rehabil. 69 (4), 191-197 (1990).
  40. Lipina, T. V., Palomo, V., Gil, C., Martinez, A., Roder, J. C. Dual inhibitor of PDE7 and GSK-3-VP1.15 acts as antipsychotic and cognitive enhancer in C57BL/6J mice. Neuropharmacology. 64, 205-214 (2013).
  41. Carlier, P., Jamon, M. Observational learning in C57BL/6j mice. Behav Brain Res. 174, 125-131 (2006).
  42. Cole, B. J., Jones, G. H. Double dissociation between the effects of muscarinic antagonists and benzodiazepine receptor agonists on the acquisition and retention of passive avoidance. Psychopharmacology (Berl). 118, 37-41 (1995).
  43. Woodside, B. L., Borroni, A. M., Hammonds, M. D., Teyler, T. J. NMDA receptors and voltage-dependent calcium channels mediate different aspects of acquisition and retention of a spatial memory task). Neurobiol Learn Mem. 81, 105-114 (2004).
  44. Ben Abdallah, N. M., M, N., et al. Impaired long-term memory retention: common denominator for acutely or genetically reduced hippocampal neurogenesis in adult mice. Behav Brain Res. 252, 275-286 (2013).
  45. Viola, G. G., et al. Influence of environmental enrichment on an object recognition task in CF1 mice. Physiol Behav. 99, 17-21 (2010).
  46. Schrijver, N. C., Bahr, N. I., Weiss, I. C., Wurbel, H. Dissociable effects of isolation rearing and environmental enrichment on exploration, spatial learning and HPA activity in adult rats. Pharmacol Biochem Behav. 73, 209-224 (2002).
  47. Kempermann, G., Gast, D., Gage, F. H. Neuroplasticity in old age: sustained fivefold induction of hippocampal neurogenesis by long-term environmental enrichment. Ann Neurol. 52, 135-143 (2002).
  48. Hattori, S., et al. Enriched environments influence depression-related behavior in adult mice and the survival of newborn cells in their hippocampi. Behav Brain Res. 180, 69-76 (2007).
  49. Barbelivien, A., et al. Environmental enrichment increases responding to contextual cues but decreases overall conditioned fear in the rat. Behav Brain Res. 169, 231-238 (2006).
  50. Sousa, N., Almeida, O. F., Wotjak, C. T. A hitchhiker's guide to behavioral analysis in laboratory rodents. Genes Brain Behav. 5 Suppl 2, 5-24 (2006).
  51. Clelland, C. D., et al. A functional role for adult hippocampal neurogenesis in spatial pattern separation. Science. 325, 210-213 (2009).
  52. Jentsch, J. D., et al. Dysbindin modulates prefrontal cortical glutamatergic circuits and working memory function in mice. Neuropsychopharmacology. 34, 2601-2608 (2009).
  53. Zhao, J., et al. Retinoic acid isomers facilitate apolipoprotein E production and lipidation in astrocytes through the RXR/RAR pathway. J Biol Chem. , (2014).
  54. Perez, H. J., et al. Neuroprotective effect of silymarin in a MPTP mouse model of Parkinson's disease. Toxicology. 319C, 38-43 (2014).

Tags

התנהגות גיליון 94 Neuroscience עכבר איכות הסביבה והעשרה פאזל Box התנהגותי קוגניטיבי התנהגות משימה neuroprotection
השימוש בתיבת פאזל כאמצעי להערכת היעילות של הסביבה העשרה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

O'Connor, A. M., Burton, T. J.,… More

O'Connor, A. M., Burton, T. J., Leamey, C. A., Sawatari, A. The Use of the Puzzle Box as a Means of Assessing the Efficacy of Environmental Enrichment. J. Vis. Exp. (94), e52225, doi:10.3791/52225 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter