يصف هذا البروتوكول نموذجا طوعيا فعالا للتشغيل بالعجلات يمكن تنفيذه في سياقات بحثية مختلفة. على عكس نماذج الجري الطوعي الأخرى ، تتجنب هذه الطريقة السكن المعزول أثناء تتبع مقاييس التشغيل في الفئران الفردية.
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول نموذجا طوعيا فعالا للتشغيل بالعجلات يمكن تنفيذه في سياقات بحثية مختلفة. على عكس نماذج الجري الطوعي الأخرى ، تتجنب هذه الطريقة السكن المعزول أثناء تتبع مقاييس التشغيل في الفئران الفردية.
يستخدم الجري الطوعي على العجلات (VWR) في القوارض لتقييم الأداء والقدرة على التحمل ومحاكاة التمرين. على عكس نماذج التمرين الأخرى التي تتطلب حافزا مكروها للحث على الحركة النشطة ، فإن الجري على عجلات طوعي. يتكون VWR بشكل عام من وضع عجلة تشغيل داخل قفص الماوس المنزلي. ومع ذلك ، لا يمكن عادة إجراء تحليل معلمات التمرين إلا عندما تكون الفئران موجودة بشكل فردي ، بينما يمكن الإبلاغ عن تأثيرات القفص الإجمالية عندما تكون الفئران موجودة في مجموعة. لذلك ، تجبر النماذج الحالية المجربين على الاختيار بين قياس معلمات التمرين الفردية في الفئران ذات المنزل الواحد أو قياس تأثيرات المجموعة في الفئران المقيمة في المجموعة. اعتمادا على سؤال البحث والنموذج ، قد يكون هذا مقيدا.
لذلك ، فإن الهدف من هذه الطريقة هو إظهار بروتوكول يقيم VWR في نموذج الماوس عن طريق تحديد معلمات التشغيل في الفئران الفردية ، مع الحد الأدنى من العزلة. نقوم بالإبلاغ عن تصميم الجهاز والاستعدادات قبل الجراحة وإعداد التجربة. تشير نتائج بروتوكول التدريب لمدة 6 أسابيع باستخدام نموذج VWR هذا إلى أنه يوفر حافزا كافيا لزيادة ذاكرة التعرف على الأشياء المكانية ، مقارنة بالتأثير السريري للتمرين. يسهل هذا النموذج البسيط وغير المكلف التحقيق في تأثير VWR على القياسات المتعددة لنشاط العجلة ، مما يقلل من العوامل التي يمكن أن تحد من النتائج التجريبية أو تؤثر عليها.
تؤثر التمارين بشكل مفيد على الصحة الفسيولوجية والنفسية ويمكن أن تحسن الفيزيولوجيا المرضية للعديد من الأمراض < فئة الدعم = "xref" >1. النشاط البدني أمر بالغ الأهمية للصحة ، وذكرت منظمة الصحة العالمية (WHO) في عام 2020 أن زيادة النشاط البدني تقلل من خطر الإصابة بالعديد من الأمراض ، بما في ذلك الاضطرابات النفسية < فئة الدعم = "xref" >2. بالإضافة إلى الوقاية من الأمراض ، يمكن أن تعزز التمارين وظائف المخ عن طريق تحفيز تدفق الدم < فئة الدعم = "xref" >3 ، مما يؤدي إلى تكوين الخلايا العصبية ، لا سيما في الحصين < فئة sup = "xref" >4 ، وهي منطقة دماغية رئيسية للتعلم والذاكرة ، والتنظيم الهرموني < فئة الدعم = "xref" >5 ، واللدونة المشبكية من خلال زيادة مستويات عامل التغذية العصبية المشتقة من الدماغ<فئة الدعم = "xref">6. من خلال هذه الآليات ، يمكن للتمرين تحسين الوظيفة المعرفية وفئة الذاكرة < sup class = "xref" >7,8,9. تدعم الآليات العصبية الإضافية التي تروج لها التمرين الصحة العقلية ، بما في ذلك إطلاق الإندورفين < فئة الدعم = "xref" >10 ، وتقليل الكورتيزول < فئة الدعم = "xref" >11 ، وتحسين جودة النوم < فئة الدعم = "xref" > 12 ، وتثبيط الالتهاب العصبي < فئة الدعم = "xref">13. لدينا سابقا
أظهر أن التمرين الطوعي يمكن أن يعزز المرونة في مواجهة الإجهاد المزمن والسلوك الشبيه بالقلق لدى ذكور وإناث الفئران<فئة SUP = "XREF">14. تسلط الأدلة على تحسين النشاط البدني للنتائج في المرض ، جنبا إلى جنب مع تعزيز الصحة العقلية ، الضوء على الحاجة إلى استراتيجيات لتشجيع النشاط البدني ، بما في ذلك زيادة فهمنا للإمكانات الوقائية والعلاجية لممارسة الرياضة.
إحدى طرق دراسة آثار التمرين على الوظيفة البيولوجية هي استخدام نماذج التمرين من القوارض. هذه النماذج فعالة في زيادة النتاج القلبي وتحفيز إنتاج اللاكتات إلى مستويات مختلفة اعتمادا على شدة التمرين وتواتره. تشمل النماذج الشائعة المستخدمة لدراسة التأثير العلاجي للتمرين السباحة والتدريب على جهاز المشي والتدريب المتقطع عالي الكثافة< فئة الدعم = "xref">15. ومع ذلك ، فإن عيب بعض النماذج هو التمرين اللاإرادي أو القسري ، والذي قد يكون تجربة مرهقة. على سبيل المثال ، عندما تتعرض الفئران لجهاز المشي الذي يعمل في نموذج إصابة نقص تروية دماغي ، تم الإبلاغ عن سلوك مرتفع يشبه القلق في اختبار المجال المفتوح ، وزيادة مستويات الكورتيكوستيرون ، وتلف الخلايا العصبية أو زيادة مستويات السيتوكين < فئة الدعم = "xref">16. بدلا من ذلك ، يمكن لنماذج التمرين الطوعي ، بما في ذلك VWR ، تجنب التجربة التي يحتمل أن تكون مرهقة ، مما يسمح للقوارض بالركض بحرية ، دون الحاجة إلى التكييف أو التعزيز< فئة الدعم = "xref">17. عادة ما يتم تنفيذ VWR من خلال توفير وصول مستمر إلى عجلة تشغيل في قفص يضم 4-5 فئران أو أقفاص من الفئران ذات المنزل الواحد. لذلك ، يوفر VWR ظروفا غير مرهقة ، لأنه لا يتطلب حافزا سلبيا أو تدخلا مباشرا من المجرب وقد يوفر آلية تأقلم أو تجربة إثراء< فئة الدعم = "xref">18،19,20.
الهدف من هذه الطريقة هو اقتراح بروتوكول VWR بسيط وغير مكلف يتيح تتبع مقاييس التشغيل الفردية بأقل قدر من العزلة. يتم إيواء الفئران بشكل جماعي لتجنب العزلة الاجتماعية لفترات طويلة ، ويتم تسجيل معلمات الجري للفئران الفردية عن طريق عزل الفئران في ساحة الجري لمدة 2 ساعة فقط في اليوم. يتم توفير التفاصيل لطراز VWR لمدة 6 أسابيع حيث تمكنت 10 فئران C57BL / 6 من الوصول إلى عجلات الجري لمدة ساعتين / يوم بينما تمكنت 10 فئران C57BL / 6 من الوصول إلى عجلات مقفلة. أكدت النتائج أن بروتوكول VWR هذا كان قادرا بنجاح على تتبع معلمات الجري الفردية بأقل قدر من العزلة والتوسط في الآثار المفيدة للتمرين على الذاكرة المكانية التي يسببها الحصين في اختبار التعرف على الأشياء المكانية (SORT).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات التجريبية من قبل لجنة رعاية واستخدامه بجامعة روان. كان وزن ذكور الفئران ما بين 20 جراما و 27 جراما وكان عمرها من 8 إلى 10 أسابيع في بداية الدراسة. تم إيواء الفئران في مجموعات من 4 ، في بيئة خاضعة للرقابة (12:12 ساعة دورة الضوء / الظلام) مع إمكانية الوصول إلى الطعام والماء.
1. إعداد العجلات

2. إعداد الجهاز

ملاحظة: بالإضافة إلى مقاييس عداد السرعة ، استخدمنا برنامج التتبع السلوكي ، نظام التتبع السلوكي ANY-maze ، لتوفير معلومات تتبع سلوكية إضافية.
ملاحظة: في نهاية 5 أسابيع من VWR ، تم إجراء SORT لاختبار ما إذا كان التمرين يحسن وظيفة الحصين وفقا للبروتوكول المنشور < sup class = "xref" >21.

5. التحليل الإحصائي
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذه الدراسة ، تم تعيين 20 من ذكور C57BL / 6 فأران بشكل عشوائي إلى إحدى المجموعتين: عدم ممارسة الرياضة (NO-EX) أو التمرين (VWR) لمدة 6 أسابيع. تم تسجيل معلمات التشغيل الفردية يوميا على عدادات السرعة ورسمها أسفل ± SEM (<فئة قوية = "xfig" > الشكل 3A-C). طوال الأسابيع الستة ، كانت الفئران أكثر نشاطا في الأسبوع 2 ، حيث أمضت في المتوسط 2،135.87 ± 351.14 ثانية على عجلة القيادة ، وقطعت مسافة 1.16 ± 0.25 كم بسرعة 2.25 ± 0.14 كم / ساعة. في المقابل ، تم الإبلاغ عن أدنى معلمات VWR في الأسبوع 6 ، بمتوسط وقت ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يستخدم الباحثون نماذج تمرين مختلفة لتقييم النشاط البدني وآثاره على القوارض ، بما في ذلك نماذج الجري الطوعي والقسري. بالمقارنة مع نماذج التمرين القسري ، يسمح VWR للفئران بالركض بحرية بكثافة أقل ، مما يقلل من الظروف العصيبة22. حاليا ، يمكن للباحثين جمع معلمات التمرين للفئران الفردية عن طريق إيوائهاالفردية 23،24،25،26،27،
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين تضارب في المصالح للإفصاح عنها.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| نظام اختبار ANY-box 5-Behavior | Stoelting | 65000 | https://stoeltingco.com/Neuroscience/ANY-box-Multi-Configuration-Behavior-Apparatus~9838 |
| دراجة كمبيوتر دراجة عدادات السرعة السلكية وعدادات المسافات | IPSXP & nbsp ؛ | N / A | أي عداد سرعة سلكي يحدد ، والوقت ، والسرعة يمكن أن يعمل |
| بطانة واقية لاصقة شفافة ؛ | كون تكت العلامة التجارية | N / A | https://con-tactbrand.com/products/clear-cover%E2%84%A2-clear-matte?_pos=1&_fid=be2dc000c&_ss=c |
| GraphPad Prism | |||
| لاصق فوري 496 ؛ سوبر بوندر | لوكتايت | S-24546 | https://www.uline.com/Product/Detail/S-24546/Adhesives-Glue-Epoxy/Loctite-Instant-Adhesive-496-Super-Bonder?pricode=WB0948&gadtype=pla&id = S-24546 & gad_source = 1 & gclid = Cjw KCAjw68K4BhAuEiwAylp3klS0FN your-l_xKkue1NUmruDDV48QO5b2tVH W9Bc08s9eZKmedj-yxBoCgIEQAvD_BwE |
| Pro Mag مغناطيس نيوديميوم | مغناطيس مطبق | ND018-6 | إذا اخترت مغناطيسات أخرى ، فتأكد من أنها قوية بما يكفي ليتم اكتشافها من قبل الرقيب |
| ؛ عجلات تمرين للحيوانات الصغيرة الصامتة الدوارة (ميني 11.4 سم) | Kaytee | SKU # 100079369 | للحيوانات الصغيرة / العجلة الدوارة الصامتة |
| Pacon | 5553 | https://pacon.com/foam-board-350/pacon-foam-board-20-x-30-white-10pkg-2.html |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن