Summary
מעקב eyeblink התניה קלאסית (ECC) נעשה שימוש כדי להעריך בהיפוקמפוס תלויי למידה associative בחולדות למבוגרים שהיו מנוהל ריכוז גבוה (11.9% v/v) של אלכוהול במהלך התפתחות המוח neonatal מוקדמת. באופן כללי, ECC שגרות הן כלי אבחון קול לגילוי חוסר תפקוד המוח על-פני הגדרות רבות הביו-רפואית ופסיכולוגית.
Abstract
חולדות neonatal נוהלו ריכוז גבוה יחסית של ספירט אתיל (11.9% v/v) כמחנכת בימים 4-9, זמן עובר שינוי ארגוני מהירה ומתי דומה למוח העובר מואצת שינויים במוח המתרחשים במהלך השליש השלישי בבני אדם. מודל זה של הפרעות הספקטרום אלכוהול עוברית (FASDs) מייצרת נזק מוחי חמור, מחקה את הכמות ואת התבנית של שתייה מרובה המתרחשת בכמה אלכוהוליסטיות בהריון. אנו מתארים את השימוש התניה קלאסית eyeblink מעקב (ECC), משתנה מיומנויות של למידה associative, כדי להעריך את תפקוד בהיפוקמפוס לטווח ארוך זה נתפסת בדרך כלל בצאצאים למבוגרים החשופים אלכוהול. ב 90 ימים של גיל, מכרסמים התכוננו בניתוח עם הקלטת, אלקטרודות מגרה, אשר נמדד electromyographic (EMG) למצמץ פעילות של שריר העפעף השמאלי ומסר מתון זעזועים אחורי לעין שמאל, בהתאמה. לאחר תקופת ההחלמה של חמישה ימים, הם עברו שישה מפגשים של מעקב ECC כדי לקבוע associative learning. ההבדלים בין אלכוהול חשופים ולשלוט חולדות. מעקב ECC הוא אחד אפשרי ECC הליכים רבים שניתן בקלות לשנות באמצעות ציוד באותה התוכנה, כך יכול להיות מוערך מערכות עצביות שונות. ECC הליכים באופן כללי, יכול לשמש כלי אבחון לגילוי פתולוגיות עצבית מערכות שונות במוח והתנאים שונים, זה להעליב את המוח.
Representative Results
התוכנה eyeblink היא מסוגל לספק ערכה גדול ומקיף של נתונים עבור סוגים רבים של מדידות. לשם קיצור, אנחנו מדווחים במחקר זה, נציג תוצאות עבור למידה וביצועים אמצעים הכוללים אחוז CR מסתגלת, משרעת CR מסתגלת, אחוז UR UR משרעת. תקופת הסתגלות CR נבחר מאחר והוא מייצג את רכישת eyeblink מתוזמנת היטב תגובות על אימונים חוזרים ונשנים, כתוצאה משופרים הפלסטיות הסינפטית בהיפוקמפוס במהלך מעקב ECC50,51,52. האמצעים UR נבחרו כדי להבהיר אם לגירעונות למידה בהשפעת אלכוהול neonatal מעקב ECC היו עקב שיבושים בתפקוד associative learning או שיבושים כתגובה לאסונות ההלם אותנו - אשר עשוי להצביע על ההבדלים מוטיבציה או מוטוריים, יותר מאשר למידה הבדלים בין קבוצות הטיפול. נתונים עבור כל מדד נותחו באמצעות 2 (מיני) x 3 (ילודים ופגם הקבוצה) x 6 (הפעלה) מעורב ANOVAs, עם הפעלת כגורם אמצעים חוזר על עצמו. תופעות משמעותיות העיקרי לטיפול neonatal נותחו באמצעות בדיקות לאחר הוק של Tukey, אינטראקציות משמעותיות נותחו באמצעות בדיקות אפקטים פשוטים. כל ניתוחים סטטיסטיים נערכו באמצעות רמת אלפא מינימלית של 0.05, התוצאות בגרפים ב- SEM. זאת אומרת ±
החל מהמדד אחוז CR אדפטיבית, מקרה ANOVA ציינו השפעה רבה הראשי של קבוצת neonatal, F(2,21) = 11.69, p < 0.001, אבל אין השפעה משמעותית הראשי של סקס (p = 0.71) או אינטראקציה משמעותית בין גורמים אלה (p = 0.20). כצפוי, אחוז CR מסתגלת גדל במהלך המפגשים שישה אימונים, F(5, 105) = 81.15, p < 0.001, ואת ההבדלים בין קבוצות neonatal היו תלויים רמה מסוימת של הפעלה, F(10, 105) = 4.58, p < 0.001. היו אין אינטראקציות משמעותיים אחרים המערבים את הפקטור בהפעלה. באופן דומה משרעת CR אדפטיבית, היה שוב השפעה רבה הראשי של קבוצת neonatal, F(2,21) = 22.32, p < 0.001, אבל אין השפעה משמעותית הראשי של סקס (p = 0.21) או אינטראקציה משמעותית בין גורמים אלה (p = 0.48). משרעת CR גם גדל באופן משמעותי במהלך המפגשים שישה אימונים, F(5, 105) = 59.27, p < 0.001, ואת ההבדלים בין קבוצות neonatal היו תלויים רמה מסוימת של הפעלה, F(10, 105) = 4.31, p < 0.001. בסך הכל, בשני אמצעים CR הראה הבדלים משמעותיים בין האמצעים קבוצה, אמצעים אלה מופרדים באופן משמעותי-הפעלות שונות של אימון. כדי לוודא אילו קבוצות שונה משמעותית, בדיקות לאחר הוק של Tukey הראו כי העכברים (AI) לצינורות אלכוהול המבוצעת באופן משמעותי יותר גרוע בשני אמצעים CR מאשר unintubated-control (UC) וחולדות לצינורות דמה (SI) (p < 0.01 עבור CR אחוז; p < 0.001 עבור CR משרעת), אשר ולא נבדלים אחד את השני (שלp> 0.05). אפקטים פשוטים בדיקות המבוצעות על הקבוצה ילודים ופגם משמעותי x אינטראקציות הפעלה בשני אמצעים CR, אישר החולדות AI היו ליקויי יותר באופן משמעותי ברכישת CRs שמתחילים בשיעור 2 וממשיכה עד 6 מושב בהשוואה סי והן UC עכברושים (כל pשל < 0.05), אשר ולא נבדלים אחד את השני במשך שש פעמים. החריג היחיד היה משרעת CR מסתגלת כי חולדות סי לא להתחיל דברים שונים באופן משמעותי AI חולדות עד שיעור 3. תוצאות אלו מוצגים באיור 5A, 5B.
היו הבדלים משמעותיים אין האמצעים UR בשל מין, קבוצת neonatal או אינטראקציות של גורמים אלו, יחד עם הגורם הפעלה. ממצאים שליליים אלו עולה כי כל קבוצה הצליח לפלוט eyeblink התגובות ההלם אותנו באותה מידה, כי הגירעונות למידה הנהוגות העכברושים AI לא הושפעו על ידי הבדלים מוטיבציה או מנוע מהבהבת (איור 6A, 6B).
איור 5 : רכישת מעקב ממוזגים מגיבה (זאת אומרת ± SEM). אלכוהול בתחילת החשיפה (קבוצה AI) השפיעה באופן משמעותי רכישת אחוז מותנה מסתגלת התגובה (CR) (א) ו משרעת (B). מעקב ECC קשה מטבעו לרכוש, לכן בצעדים נמוכים יחסית עבור כל קבוצות - עם השהיה ECC, אחוזי עשוי להגיע 80-85% במודלים מכרסמים FASD21,53. בכל זאת, מעקב ECC ההליך הוא יותר מכביד על ההיפוקמפוס, אשר חשופה להשפעות אלכוהול במהלך התפתחות המוח מוקדמת. * = p < 0.05, * * = p < 0.01, * * * = p < 0.001 בין ה-UC ו- AI חולדות; גודל מדגם ניתנים בסוגריים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 6 : רכישת unconditioned תגובות (אומר ± SEM). Eyeblink ביצועים (אחוז UR UR משרעת) לא היתה שונה באופן משמעותי בקרב קבוצות. העדר הבדלים מציינים כי עוצמת ההלם בשימוש במהלך רכישת ההכשרה לא באופן שונה לשנות מוטיבציה אצל החולדות AI או וביכולתם לייצר הגנתית למצמץ התגובות ההלם, לעומת שתי קבוצות הבקרה (UC ו- SI). גודל מדגם ניתנים בסוגריים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Discussion
הגורים neonatal עכברים שקיבלו אתיל אלכוהול בימים כמחנכת 4-9 הציג מעקב eyeblink מיזוג ליקויי בבגרות. ממצאים אלה תומכים את הרעיון כי אלכוהול הוא teratogen עם ומתמשך השפעות מזיקות על הפונקציה בהיפוקמפוס. באופן כללי, ממוזגים להגיב בהליך מעקב היה נמוך עבור חולדות נחשפים אלכוהול לעומת חולדות בשתי הקבוצות שליטה. ליקויי associative learning בחולדות החשופים אלכוהול לא הושפעו על ידי הבדלים מוטיבציה או מוטוריים (כלומר., אין הבדל בין מהבהב על עוצמת ההלם בארה ב).
בעוד מעקב ECC היא כלי אבחון שימושי עבור שחקרתי אתגר-induced neuropathology בהיפוקמפוס, התוצאות של שיטה זו יש להציב לתוך בהקשר הנכון. ראשית, מרכיבים פרוצדורלי בהפגנה זו מעורב מסירה יישוב של אלכוהול במהלך חלון הידוע של פגיעות במוח המתפתח, ייצור של חומרה אלקטרודה מאפשר הקלטה של פעילות electromyographic, מספק הלם, למועד ההשתלה של החומרה הנ ל, וכן הניסויים בחיות עוקבות באמצעות פרדיגמה למידה הבודק פונקציה קוגניטיבית של ריבית. בכל שלב בתהליך, יש לנקוט בכדי לא לגרום נזק מיותרים/לא מכוונות הנושאים מכרסמים וכדי לפקח שלטי בריאות באופן קבוע. התוצאות ההתנהגות שלהם לספק את "חלון" קוגניציה, מבנה פסיכולוגי זה רק במדויק תיאר כאשר מצבם הבריאותי לא נפגעת על ידי שגיאות ניסיוני המקיף מינון אלכוהול, ליקויי חומרה או ניתוח ההשתלה. לפיכך, כל רכיב פרוצדורלי בתהליך המחקר חייב ניתן ליישם באופן קול על מנת להבטיח כי יכול להיות אומדן תוצאות ECC לממצאי בבני אדם. שנית, הפרדיגמה ECC מספק תובנה על טיב associative learning, אך חייבים להקפיד לא כדי להרחיב את הממצאים באמצעות גישה זו בהרחבה לייחס אותם בתחומים קוגניטיביים אחרים - זיכרון העבודה, זיכרונות קצרים/לטווח ארוך ותודעה - אלא אם כן אחד שילבה איזה היבט של תחומים אלה במסגרת מחקר ECC על ידי עיצוב ניסיוני. לדוגמה, ההדגמה בחן את שלב הרכישה של מעקב ECC למידה, אך לא לבחון שימור זיכרון בחולדות לאחר הם סיימו את האימונים. זיכרון הוא לפיכך תהליך פסיכולוגי עצמאי צריך להעריכו בנוסף למידה. על ידי עיצוב, אחד עשויים לשלב את מרווח זמן השמירה בזיכרון כדי להעריך את יכולת הזיכרון לטווח קצר או לטווח ארוך גם. שלישית, הכרה כי ישנם מערכות זיכרון מקבילים54 ייתכן עובדים בו זמנית יחד עם גורמי מוטיבציה, חווייתיים, הורמונלי אשר תורמים להתנהגות, חיונית להבנה זו associativity (במהלך ECC), אך אחת של תהליכים רבים לגלות מהו "טוב" או "המסכן" על למידה. לבסוף, מעקב ECC אינה משימה בהיפוקמפוס תלוית גרידא, כמו באזורים אחרים במוח עשויים לתווך רכיבים מסוימים של הכי טובים ביותר. לפיכך, הבנה של האינטראקציות בין מעגלים עצביים שונים ו/או הסוג של גירוי פרמטרים שאינם מנוצלים במחקר, חייב להילקח בחשבון בעת ביצוע השלכות בהתבסס על תוצאות דיסקרטית. המוח הקטן, לדוגמה, תורם גם מעקב ECC, שבו הוא משפיע על מאפיינים טופוגרפיים של CR ו- CR תזמון, במיוחד כאשר המודיעין הפקיסטאני הוא קצר משך. מעקב ECC לא מושפע בבני עם אסטרוציטומה נזק אשר נבדקים עם מרווח זמן מעקב (ms 1000), אלא היא מושפעת אלה המקבלים מרווח (400 ms) מעקב קצר34. יתר על כן, פצעים דו-צדדים של הגבי המדיאלי קליפת המוח הקדם חזיתית (mPFC) המכוון את האזורים agranular anterior cingulate, המדיאלי בעכברים, למנוע רכישת מעקב CRs55, בעוד הרס mPFC סימטרית בארנבים מייצרת תוצאות דומות46. ממצאים אלה גם להדגיש את חשיבות בהתחשב הבדלים בין המינים ב הקדם חזיתית תרומות מוח-אסטרוציטומה גזע מונע associative learning, כגון מעקב ECC. בזמן חשיפה neonatal אלכוהול במהלך 4-9 המינימאליים PD של 500-ms CRs מעקב למבוגר עכברים מחקר זה ואחרים47,56, זה אינו המקרה אותו neonatal החשופים אלכוהול חולדות להיתקל מרווח מעקב 300-ms, גם כאשר אתגר במינון גבוה יחסית של אלכוהול (5 g/kg)57, רומז ירידת ערך מעקב בחולדות חשוף-אלכוהול הוא תלוי המשך מעקב מרווח.
במחקר זה, ההיפוקמפוס הודגש כמו להיות לתדרוך על תיווכה מעקב ECC, וכאשר תיגר על ידי חשיפה אלכוהול neonatal, תערוכות נזקים עצביים הקשורים כפי שהיא משתקפת לקויות ברכישת מעקב CRs. זה בטח הזהיר, עם זאת, כי המעגלים גזע המוח-מוח, בעיקר לגרעין interpositus, חיונית עבור היבטים רבים של ECC, לרבות רכישת, ביטוי, תכונות הטופוגרפי של CR, בהתאם לסוג של פעילות ECC כולל מעקב ECC36,40,55,58,59. אכן, מעגל עצבי זה מקיים אינטראקציה עם ההיפוקמפוס נהיגה הביטוי של CRs במהלך מסדר גבוה צורות של ECC, כגון מעקב ECC60. חשיפה אלכוהול במהלך התפתחות המוח מוקדמת משפיעה במיוחד בהיפוקמפוס פונקציית מעקב ECC אינו ברור לחלוטין. אזורים שונים במוח רבים פגיעים עלבון אלכוהול מוקדם, לרבות mPFC, המוח הקטן, ההיפוקמפוס18,19,23,47,61,62, וזה קרוב לוודאי כי אלכוהול משבש את התפקוד של מבנים אלה בדרגות שונות, משתנה, אך הבדלים חשובים מבחינה תפקודית על פני הליכים ECC רבים. למרות מלכודות לגבי הפרשנות של תוצאות מעקב ECC מחקרים, רכישה מוצלחת של מעקב CRs הוכח לפחות סומכים ההיפוקמפוס ללא פגע, נתמך על ידי חיות הנגע מחקרים42,44,63,64,65. הליך זה ובכך נשאר בגישה בעלי ערך גבוה עבור הממחיש הקישורים בין אלכוהול התפתחותית חשיפה לאתר ממוזגים להגיב כי המעגלים העצביים שבבסיס, זה הרבה יותר מובן מזה של משימות אחרות תלוי בהיפוקמפוס, כגון מקום למידה במבוך המים מוריס, הרומן וראייה, דימוגראפיים ותלויי המעקב פחד מיזוג.
ECC כשיטה התנהגותית כדי "assay" קוגניציה, יש הישימות נרחבת בתחום neuroteratology התפתחותית. אכן, הממצאים האחרונים מהמעבדה שלנו תומך התפישה ההיפוקמפוס המתפתח היא רגישה מאוד תופעות אלכוהול, אשר עשוי להיות חמאני אסטרטגיות שונות התערבותית18,47. היתרון העיקרי כאן הוא עם הבנה טובה יותר של השפעת אלכוהול מעקב ECC למידה גירעונות, שהם עשויים להיות חזוי של בעיות אחרות בפונקציות בהיפוקמפוס מבוסס מחוץ associative learning - במיוחד אלה ידוע בתיווכו neurocircuitry בהיפוקמפוס אותו.
היישום של מעקב ECC שלה גרסאות אחרות (למשל, עיכוב, היפוך, אפליה, מתחם) להבהיר את הנוירוביולוגי מנגנונים ומערכות העצבים המעורבים associative learning, ניתן להרחיב מעבר לשדה המחקר אלכוהול עוברית. לדוגמה, פרדיגמה זו קיבל תשומת לב רבה המקרים האדם, מודלים חייתיים של מחלות פסיכיאטריות כמו סכיזופרניה66,67, מחלות ניווניות כגון מחלת אלצהיימר68,69ותרופות של התעללות-70,-71,-72. היתרונות כשיטת מחקר להעריך תפקוד נוירוקוגניטיבי לקוי ניכרות ובכך על פני תחומים הביו-רפואית ופסיכולוגית רבים, לרבות מדעי המוח.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי מענק כדי TDT מ אלכוהול ומשקאות רפואי מחקר קרן (ABMRF).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Neonatal Alcohol Exposure | |||
| 190 Proof Ethyl Alcohol (USP) | Pharmco-AAPER | 225-36000 [ECU Medical Storeroom] | Can be substituted; should be USP; avoid using 200 proof ethyl alcohol |
| Container/Basket for Pups | Any | ||
| Corn Oil | Any | Food grade | |
| Heated Water Therapy Pump w/ Pads | Gaymar | TP-500 | To keep pups warm; can be substituted |
| Hypodermic Needles 22G x 1 in, Sterile | Any | ||
| Hypodermic Needles 30G x 1/2 in, Sterile | Any | ||
| Isopropyl Alcohol 70% | EMD Millipore | PX1840-4 [Fisher Scientific] | Can be substituted; reagent grade www.fishersci.com |
| Long-Evans Rats (Female and Male Breeders) | Charles River Laboratories | N/A [ECU Dept. of Comparative Medicine] | Age and weight need to be specified; pricing varies by these factors www.criver.com |
| Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, 23 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2200 | For cutting PE tubing brisurgical.com |
| Polyethylene 10 Tubing (0.011 in. I.D.; 0.024 in. O.D.) | BD Diagnostic Systems | 22-204008 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Polyethylene 50 Tubing (0.023 in. I.D.; 0.038 in. O.D.) | BD Diagnostic Systems | 22270835 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Regulated water heater or baby milk bottle warmer | Any | Optional; helps with warming up cold milk solutions | |
| Tuberculin Syringes, Sterile, 1.0 ml | Any | ||
| Tuberculin Syringes, Sterile, 10 ml | Any | Can be used to draw out ethyl alcohol or use appropriate size micropipet | |
| Weigh Scale | Any | Should have good resolution (in gram units) | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| EMG Headstage Fabrication and Bipolar Electrode Modification | |||
| Bipolar Electrode, 2 Channel SS Twisted | Plastics One, Inc. | MS303/2-B/SPC ELECT SS 2C TW .008" | Must specify custom length of 20 mm below pedestal www.plastics1.com |
| Centi-Loc Strip Socket Insulator (aka, Micro Strip) | ITT Cannon / ITT Interconnect Solutions | CTA4-IS-60* or CTA4-1S-60* | *Depends on vendor; see www.onlinecomponents.com or www.avnetexpress.avnet.com |
| Dental Pliers, Serrated | CMF Medicon | 390.20.05 | Can be substituted; use to crimp wires to male contact pins www.medicon.de |
| Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, 23 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2200 | Only use to cut 3T wires; cutting 10T wires will damage the blade - use the blade of the wire stripper instead brisurgical.com |
| PTFE-Coated Stainless Steel Wire, 10T (Bare Diameter .010 in) | Sigmund Cohn-Medwire | 316SS10T | www.sigmundcohn.com |
| PTFE-Coated Stainless Steel Wire, 3T (Bare Diameter 0.003 in) | Sigmund Cohn-Medwire | 316SS3T | www.sigmundcohn.com |
| Razor Blade | Any | To strip 1 mm from prongs of bipolar electrode | |
| Relia-Tac Socket Contact Pin, Male | Cooper Interconnect | 220-P02-100 | See Allied Electronics Cat # 70144761 www.alliedelec.com |
| Tweezers, High Precision, Serrated, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78314-00D | To grasp 10T wire firmly while stripping PTFE with smooth tweezers www.emsdiasum.com |
| Tweezers, High Precision, Smooth, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78313-00B | www.emsdiasum.com |
| Tweezers, Ultra Fine Tips, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78510-0 | To strip 1 mm of PTFE from one end of 3T wire; grasp shielded portion with smooth tweezers www.emsdiasum.com |
| Wire Stripper, 16-26 AWG | Any | Use the blade end to cut micro strips | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Eyelid Surgery | |||
| Surgical Instruments (High Quality Stainless Steel) | |||
| 2 x Dressing Forceps, 4 in Serrated | Biomedical Research Instruments | 30-1205 | Can be substituted; extra forceps for grasping electrodes/screws outside of surgery tray brisurgical.com |
| Dressing Forceps, 3 in Serrated | Biomedical Research Instruments | 30-1200 | Can be substituted brisurgical.com |
| Instrument Tray | Biomedical Research Instruments | 24-1355 | Can be substituted brisurgical.com |
| Knife Handle No. 3, 5 in | Biomedical Research Instruments | 26-1000 | Can be substituted brisurgical.com |
| Micro Dissecting Forceps, 3.5 in, Fine Points | Biomedical Research Instruments | 10-1630 | Can be substituted brisurgical.com |
| Micro Dissecting Forceps, 3.5 in, Smooth Platform (0.3 x 5 mm) | Biomedical Research Instruments | 10-1720 | brisurgical.com |
| Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, Extremely Delicate, 15 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2000 | Can be substituted brisurgical.com |
| Plain Splinter Forceps, 3.5 in | Biomedical Research Instruments | 30-1600 | Can be substituted brisurgical.com |
| #10 Stainless Steel Surgical Blade for #3 Handle, Sterile | Any | Can be substituted | |
| 0-80 x 0.125 in Stainless Steel Screws | Plastics One, Inc. | 0-80 x 0.125 | Can be substituted www.plastics1.com |
| Alcohol Prep Pads, Sterile | Fisher Scientific | 22-363-750 [Fisher Scientific | Can be substituted www.fishersci.com |
| Betadine Povidone-Iodine | Purdue Frederick Co. | 6761815101 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Betadine Povidone-Iodine Prep Pads | Moore Medical | 19-898-946 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Cotton-Tipped Swabs, Autoclavable | Any | Typically 7.6 cm or 15.2 cm length | |
| Drill Bit for Pin Vise, #55 (0.052 in) | Any | Metal should resist rusting and corrosion | |
| Gauze Pads, 2 in x 2 in | Fisher Scientific | 22-362-178 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| General Purpose Latex/Nitrile/Vinyl Gloves | Any | ||
| Glass Bead Sterilizer | Any | Sterilize instruments between surgeries | |
| Heated Water Therapy Pump w/ Pads x 2 | Gaymar | TP-500 | Can be substituted; separate pumps are recommended - 1 for surgery, 1 for recovery |
| Hypodermic Needles 26G x 3/8 in, Sterile | Any | ||
| Isoflurane | Vedco | NDC 50989-150-12 | Manfacturer can be substituted; veterinary approval may be required |
| Isoflurane Vaporizer System, Tabletop, Non-Rebreathing | Parkland Scientific | V3000PK | Can be substituted www.parklandscientific.com |
| Jewelers Screwdriver w/ 1.8-2 mm Blade | Any | Metal should resist rusting and corrosion | |
| Ortho-Jet BCA Package (Dental Cement) | Lang Dental | B1334 | Contains powder (1 lb) and liquid www.langdental.com |
| Oxygen Tank with Pressure Regulator, Large | Local supplier | ||
| Porcelain Crucible, High-Form, Glazed, 10 ml | CoorsTek, Inc. | 07-965C [Fisher Scientific] | Can be substituted with Fisher FB-965-I Wide-Form Crucible www.fishersci.com |
| Puralube Veterinary Ophthalmic Ointment, Sterile | Henry Schein Company | NC0144682 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Quatricide PV-15 | Pharmacal | PV-15 | Antimicrobial disinfectant; can be substituted www.pharmacal.com |
| Rat Gas Anesthesia Masks for Stereotaxic Surgery | Stoelting Company | 51610 | www.stoeltingco.com |
| Rat Stereotaxic Apparatus w/ Ear Bars (45 Degree) | Any | 45 degree bars are recommended to prevent damaging eardrums | |
| Roboz Surgical Instrument Milk | Roboz Surgical | NC9358575 [Fisher Scientific] | Can be substituted; for lubricating instruments during autoclaving www.fishersci.com |
| Rodent Hair Trimmer | Any | ||
| Sodium Chloride | Fisher Scientific | S641-500 [Fisher Scientific] | To make 0.9% saline; reagent grade; USP www.fishersci.com |
| Stainless Steel Microspatula (Blade: 0.75 L x 0.18 in. W) | Fisher Scientific | 21-401-15 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Starrett Pin Vise, 0.000 in - 0.055 in | Any | Nickel-plated or equivalent recommended to resist rusting and corrosion | |
| Sterile Surgical Gloves | Any | ||
| Sterilization Wraps, 20 in x 20 in, Autoclavable | Propper Manufacturing | 11-890-8C [Fisher Scientific] | Useful for wrapping autoclavable supplies and on sterile field during surgery www.fishersci.com |
| Surgical Drape, Sterile/Autoclavable | Any | May need to cut to size for rats | |
| Surgical Gown* | Any | *If required by IACUC | |
| Surgical Mask | Any | ||
| Tuberculin Syringes, Sterile, 1.0 ml | Any | ||
| Weigh Scale | Any | Should have good resolution (in gram units) | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Eyeblink System and Components (assuming 4-rodent system) | |||
| 5 Channel Commutator x 4 | Plastics One, Inc. | SL2 + 3C | www.plastics1.com |
| Bipolar Electrode Cable, Dual 305 x 4 | Plastics One, Inc. | 305-305 80CM TT2 (C) | Provides plug end to bipolar electrode on rat and to commutator; must be modified www.plastics1.com |
| Cable, 5 Channel, Shielded, 26 AWG x 4 | Any | To fabricate commutator cable; this must be made from scratch | |
| Chamber for Operant Test Box (Inside: 24 H x 23 W x 14 D in) x 4 | Med-Associates | Can be substituted; inner dimensions should fit operant test box comfortably, with room for acoustical foam; fit with fan - 55-60 dB www.med-associates.com |
|
| Eyeblink System and Software | JSA Designs | N/A | Proprietary and customized for research lab |
| Heat Shrink Tubing (3/16 in, 1/4 in, 3/8 in, 1/2 in Diameters) | Any | To protect modified commutator cable soldered ends and splices | |
| Melamine Triple Peak Acoustical Foam w/Black Hypalon (24 x 48 in) | McMaster-Carr | 9162T5 | Can be substituted; cut to fit 4 housing chambers www.mcmaster.com |
| Operant Test Box (Exterior 12.5 L x 10 W x 13.5 in H), Complete x 4 | Med-Associates | ENV-007 Custom Package | With stainless steel grid floor and custom top (3 in hole in center for commutator cable) www.med-associates.com |
| Oscilloscope (Optional) | Any | Recommended minimum specs: 200 MHz analog bandwidth, 1 GS/s real-time sampling, 4 channels; see www.picotech.com /td> |
|
| Piezo Tweeters (Speakers) x 4 (7 x 3 in) | MCM Electronics | 53-805 | Must match frequency range specifications for eyeblink system (2500 Hz - 25 KHz) www.mcmelectronics.com |
| Soldering Station, Solder, Flux, Tinner | Any | For soldering 26 AWG cables to female sockets (that fit male relia-tac contact pins) and bipolar plugs | |
| Stimulus Isolators x 4 | WPI International | A365 | These units run on 16-9V alkaline batteries; a suitable rechargeable version (A365R) is available www.wpiinc.com |
| Tripolar Electrode Cable for SL3C Commutator x 4 | Plastics One, Inc. | 335-335 80cm TT3 C | Provides plug end to EMG headstage on rat and to commutator; must be modified www.plastics1.com |
| USB LED Lights x 4 | Any | USB-based lights do not cause electrical "noise" with the EMG signals from the rats www.plastics1.com |
|
| Webcams x 4, Surveillance Software | Any | ||
| PC Computer Running MS Windows OS | Any |
References
- Jones, K. L., Smith, D. W. Recognition of the fetal alcohol syndrome in early infancy. Lancet. 2, 999-1001 (1973).
- Stratton, K. R., Howe, C. J., Battaglia, F. C. Fetal alcohol syndrome: Diagnosis, epidemiology, prevention, and treatment. , National Academy Press. (1996).
- Streissguth, A. P., Barr, H. M., Martin, D. C., Herman, C. S. Effects of maternal alcohol, nicotine, and caffeine use during pregnancy on infant mental and motor development at eight months. Alcohol Clin Exp Res. 4 (2), 152-164 (1980).
- Streissguth, A. P., O'Malley, K. Neuropsychiatric implications and long-term consequences of fetal alcohol spectrum disorders. Semin Clin Neuropsychiatry. 5 (3), 177-190 (2000).
- May, P. A., et al. Prevalence and epidemiologic characteristics of FASD from various research methods with an emphasis on recent in-school studies. Dev Disabil Res Rev. 15 (3), 176-192 (2009).
- Sowell, E. R., et al. Mapping callosal morphology and cognitive correlates: Effects of heavy prenatal alcohol exposure. Neurology. 57 (2), 235-244 (2001).
- Sowell, E. R., et al. Abnormal development of the cerebellar vermis in children prenatally exposed to alcohol: Size reduction in lobules I-V. Alcohol Clin Exp Res. 20 (1), 31-34 (1996).
- Autti-Ramo, I., et al. MRI findings in children with school problems who had been exposed prenatally to alcohol. Dev Med Child Neurol. 44 (2), 98-106 (2002).
- Hamilton, D. A., Kodituwakku, P., Sutherland, R. J., Savage, D. D. Children with Fetal Alcohol Syndrome are impaired at place learning but not cued-navigation in a virtual Morris water task. Behav Brain Res. 143 (1), 85-94 (2003).
- Uecker, A., Nadel, L. Spatial but not object memory impairments in children with fetal alcohol syndrome. Am J Ment Retard. 103 (1), 12-18 (1998).
- Uecker, A., Nadel, L. Spatial locations gone awry: object and spatial memory deficits in children with fetal alcohol syndrome. Neuropsychologia. 34 (3), 209-223 (1996).
- Goodlett, C. R., Lundahl, K. R. Temporal determinants of neonatal alcohol-induced cerebellar damage and motor performance deficits. Pharmacol Biochem Behav. 55 (4), 531-540 (1996).
- Goodlett, C. R., Kelly, S. J., West, J. R. Early postnatal alcohol exposure that produces high blood alcohol levels impairs development of spatial navigation learning. Psychobiol. 15, 64-74 (1987).
- Bayer, S. A., Altman, J., Russo, R. J., Zhang, X. Timetables of neurogenesis in the human brain based on experimentally determined patterns in the rat. Neurotoxicol. 14 (1), 83-144 (1993).
- Dobbing, J., Sands, J. Quantitative growth and development of human brain. Arch Dis Child. 48 (10), 757-767 (1973).
- West, J. R. Fetal alcohol-induced brain damage and the problem of determining temporal vulnerability: A review. Alcohol Drug Res. 7 (5-6), 423-441 (1987).
- Zecevic, N., Rakic, P. Differentiation of Purkinje cells and their relationship to other components of developing cerebellar cortex in man. J Comp Neurol. 167, 27-48 (1976).
- Rufer, E. S., et al. Adequacy of maternal iron status protects against behavioral, neuroanatomical, and growth deficits in fetal alcohol spectrum disorders. PLoS One. 7 (10), e47499 (2012).
- Tran, T. D., Kelly, S. J. Critical periods for ethanol-induced cell loss in the hippocampal formation. Neurotoxicol Teratol. 25 (5), 519-528 (2003).
- Pierce, D. R., Goodlett, C. R., West, J. R. Differential neuronal loss following early postnatal alcohol exposure. Teratology. 40 (2), 113-126 (1989).
- Tran, T. D., Jackson, H. J., Horn, K. H., Goodlett, C. R. Vitamin E does not protect against neonatal ethanol-induced cerebellar damage or deficits in eyeblink classical conditioning in rats. Alcohol Clin Exp Res. 29 (1), 117-129 (2005).
- Goodlett, C. R., Peterson, S. D., Lundahl, K. R., Pearlman, A. D. Binge-like alcohol exposure of neonatal rats via intragastric intubation induces both Purkinje cell loss and cortical astrogliosis. Alcohol Clin Exp Res. 21 (6), 1010-1017 (1997).
- Green, J. T., Tran, T. D., Steinmetz, J. E., Goodlett, C. R. Neonatal ethanol produces cerebellar deep nuclear cell loss and correlated disruption of eyeblink conditioning in adult rats. Brain Res. 956, 302-311 (2002).
- Cronise, K., Marino, M. D., Tran, T. D., Kelly, S. J. Critical periods for the effects of alcohol exposure on learning in rats. Behav Neurosci. 115 (1), 138-145 (2001).
- Tran, T. D., Cronise, K., Marino, M. D., Jenkins, W. J., Kelly, S. J. Critical periods for the effects of alcohol exposure on brain weight, body weight, activity and investigation. Behav Brain Res. 116 (1), 99-110 (2000).
- Steinmetz, J. E. Brain substrates of classical eyeblink conditioning: A highly localized but also distributed system. Behav Brain Res. 110 (1-2), 13-24 (2000).
- Thompson, R. F. The neurobiology of learning and memory. Science. 233 (4767), 941-947 (1986).
- Ivkovich, D., Eckerman, C. O., Krasnegor, N. A., Stanton, M. E. Eyeblink classical conditioning: Vol. 1 Applications in humans. Woodruff-Pak, D. S., Steinmetz, J. E. , Kluwer Academic Publishers. 119-142 (2000).
- Woodruff-Pak, D. S., Steinmetz, J. E. Eyeblink classical conditioning: Volume I - Applications in humans. , Kluwer Academic Publishers. (2000).
- Woodruff-Pak, D. S., Steinmetz, J. E. Eyeblink classical conditioning: Volume II - Animal models. , Kluwer Academic Publishers. (2000).
- Kishimoto, Y., et al. Implicit Memory in Monkeys: Development of a Delay Eyeblink Conditioning System with Parallel Electromyographic and High-Speed Video Measurements. PLoS One. 10 (6), e0129828 (2015).
- Chen, L., Bao, S., Lockard, J. M., Kim, J. K., Thompson, R. F. Impaired classical eyeblink conditioning in cerebellar-lesioned and Purkinje cell degeneration (pcd) mutant mice. J Neurosci. 16 (8), 2829-2838 (1996).
- Freeman, J. H. Jr, Carter, C. S., Stanton, M. E. Early cerebellar lesions impair eyeblink conditioning in developing rats: Differential effects of unilateral lesions on postnatal day 10 or 20. Behav Neurosci. 109 (5), 893-902 (1995).
- Gerwig, M., et al. Trace eyeblink conditioning in patients with cerebellar degeneration: Comparison of short and long trace intervals. Exp Brain Res. 187 (1), 85-96 (2008).
- LaBar, K. S., Disterhoft, J. F.
- McCormick, D. A., Steinmetz, J. E., Thompson, R. F. Lesions of the inferior olivary complex cause extinction of the classically conditioned eyeblink response. Brain Res. 359 (1-2), 120-130 (1985).
- Clark, R. E., Zola, S. Trace eyeblink classical conditioning in the monkey: a nonsurgical method and behavioral analysis. Behav Neurosci. 112 (5), 1062-1068 (1998).
- Anderson, B. J., Steinmetz, J. E. Cerebellar and brainstem circuits involved in classical eyeblink conditioning. Rev Neurosci. 5 (3), 251-273 (1994).
- Thompson, R. F., Krupa, D. J. Organization of memory traces in the mammalian brain. Annu Rev Neurosci. 17, 519-549 (1994).
- Miller, M. J., et al. fMRI of the conscious rabbit during unilateral classical eyeblink conditioning reveals bilateral cerebellar activation. J Neurosci. 23 (37), 11753-11758 (2003).
- Geinisman, Y., et al. Remodeling of hippocampal synapses after hippocampus-dependent associative learning. J Comp Neurol. 417 (1), 49-59 (2000).
- Ivkovich, D., Stanton, M. E. Effects of early hippocampal lesions on trace, delay, and long-delay eyeblink conditioning in developing rats. Neurobiol Learn Mem. 76 (3), 426-446 (2001).
- Moyer, J. R. Jr, Deyo, R. A., Disterhoft, J. F. Hippocampectomy disrupts trace eye-blink conditioning in rabbits. Behav Neurosci. 104 (2), 243-252 (1990).
- Solomon, P. R., Vander Schaaf, E. R., Thompson, R. F., Weisz, D. J. Hippocampus and trace conditioning of the rabbit's classically conditioned nictitating membrane response. Behav Neurosci. 100 (5), 729-744 (1986).
- Kronforst-Collins, M. A., Disterhoft, J. F. Lesions of the caudal area of rabbit medial prefrontal cortex impair trace eyeblink conditioning. Neurobiol Learn Mem. 69 (2), 147-162 (1998).
- Weible, A. P., McEchron, M. D., Disterhoft, J. F. Cortical involvement in acquisition and extinction of trace eyeblink conditioning. Behav Neurosci. 114 (6), 1058-1067 (2000).
- Thomas, J. D., Tran, T. D. Choline supplementation mitigates trace, but not delay, eyeblink conditioning deficits in rats exposed to alcohol during development. Hippocampus. 22 (3), 619-630 (2012).
- West, J. R., Hamre, K. M., Pierce, D. R. Delay in brain growth induced by alcohol in artificially reared rat pups. Alcohol. 1 (3), 213-222 (1984).
- Geiger, B. M., Frank, L. E., Caldera-Siu, A. D., Pothos, E. N.
- Christian, K. M., Thompson, R. F. Neural substrates of eyeblink conditioning: acquisition and retention. Learn Mem. 10 (6), 427-455 (2003).
- Kishimoto, Y., Nakazawa, K., Tonegawa, S., Kirino, Y., Kano, M. Hippocampal CA3 NMDA receptors are crucial for adaptive timing of trace eyeblink conditioned response. J Neurosci. 26 (5), 1562-1570 (2006).
- Shors, T. J., et al. Neurogenesis in the adult is involved in the formation of trace memories. Nature. 410 (6826), 372-376 (2001).
- Tran, T. D., Stanton, M. E., Goodlett, C. R. Binge-like ethanol exposure during the early postnatal period impairs eyeblink conditioning of short and long CS-US intervals in rats. Dev Psychobiol. 49 (6), 589-605 (2007).
- Mizumori, S. J., Yeshenko, O., Gill, K. M., Davis, D. M. Parallel processing across neural systems: Implications for a multiple memory system hypothesis. Neurobiol Learn Mem. 82 (3), 278-298 (2004).
- Siegel, J. J., et al. Trace Eyeblink Conditioning in Mice Is Dependent upon the Dorsal Medial Prefrontal Cortex, Cerebellum, and Amygdala: Behavioral Characterization and Functional Circuitry(1,2,3). eNeuro. 2 (4), (2015).
- Murawski, N. J., Jablonski, S. A., Brown, K. L., Stanton, M. E. Effects of neonatal alcohol dose and exposure window on long delay and trace eyeblink conditioning in juvenile rats. Behav Brain Res. 236 (1), 307-318 (2013).
- Lindquist, D. H. Hippocampal-dependent Pavlovian conditioning in adult rats exposed to binge-like doses of ethanol as neonates. Behav Brain Res. 242, 191-199 (2013).
- Ivarsson, M., Svensson, P. Conditioned eyeblink response consists of two distinct components. J Neurophysiol. 83 (2), 796-807 (2000).
- Woodruff-Pak, D. S., Lavond, D. G., Thompson, R. F. Trace conditioning: abolished by cerebellar nuclear lesions but not lateral cerebellar cortex aspirations. Brain Res. 348 (2), 249-260 (1985).
- Takehara-Nishiuchi, K. The Anatomy and Physiology of Eyeblink Classical Conditioning. Curr Top Behav Neurosci. , (2016).
- Mattson, S. N., Schoenfeld, A. M., Riley, E. P. Teratogenic effects of alcohol on brain and behavior. Alcohol Res Health. 25 (3), 185-191 (2001).
- Goodfellow, M. J., Abdulla, K. A., Lindquist, D. H. Neonatal Ethanol Exposure Impairs Trace Fear Conditioning and Alters NMDA Receptor Subunit Expression in Adult Male and Female Rats. Alcohol Clin Exp Res. 40 (2), 309-318 (2016).
- Beylin, A. V., et al. The role of the hippocampus in trace conditioning: Temporal discontinuity or task difficulty? Neurobiol Learn Mem. 76 (3), 447-461 (2001).
- Port, R. L., Romano, A. G., Steinmetz, J. E., Mikhail, A. A., Patterson, M. M. Retention and acquisition of classical trace conditioned responses by rabbits with hippocampal lesions. Behav Neurosci. 100 (5), 745-752 (1986).
- Weiss, C., Bouwmeester, H., Power, J. M., Disterhoft, J. F. Hippocampal lesions prevent trace eyeblink conditioning in the freely moving rat. Behav Brain Res. 99 (2), 123-132 (1999).
- Brown, S. M., et al. Eyeblink conditioning deficits indicate timing and cerebellar abnormalities in schizophrenia. Brain Cogn. 58 (1), 94-108 (2005).
- Sears, L. L., Steinmetz, J. E. Effects of haloperidol on sensory processing in the hippocampus during classical eyeblink conditioning. Psychopharmacology. 130 (3), 254-260 (1997).
- Kronforst-Collins, M. A., Moriearty, P. L., Schmidt, B., Disterhoft, J. F. Metrifonate improves associative learning and retention in aging rabbits. Behav Neurosci. 111 (5), 1031-1040 (1997).
- Woodruff-Pak, D. S., Finkbiner, R. G., Sasse, D. K. Eyeblink conditioning discriminates Alzheimer's patients from non-demented aged. Neuroreport. 1 (1), 45-48 (1990).
- Oristaglio, J., Romano, A. G., Harvey, J. A. Amphetamine influences conditioned response timing and laterality of anterior cingulate cortex activity during rabbit delay eyeblink conditioning. Neurobiol Learn Mem. 92 (1), 1-18 (2009).
- Scavio, M. J., Clift, P. S., Wills, J. C. Posttraining effects of amphetamine, chlorpromazine, ketamine, and scopolamine on the acquisition and extinction of the rabbit's conditioned nictitating membrane response. Behav Neurosci. 106 (6), 900-908 (1992).
- Fortier, C. B., et al. Delay discrimination and reversal eyeblink classical conditioning in abstinent chronic alcoholics. Neuropsychology. 22 (2), 196-208 (2008).
