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Eine Ratte Modell der zentralen Ermüdung mit einem modifizierten mehrere Plattform-Methode
Eine Ratte Modell der zentralen Ermüdung mit einem modifizierten mehrere Plattform-Methode
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JoVE Journal Neuroscience
A Rat Model of Central Fatigue Using a Modified Multiple Platform Method

Eine Ratte Modell der zentralen Ermüdung mit einem modifizierten mehrere Plattform-Methode

Full Text
9,563 Views
05:13 min
August 14, 2018

DOI: 10.3791/57362-v

Weiyue Zhang*1, Wei Zhang*1, Ning Dai*1, Chenxia Han2, Fengzhi Wu1, Xu Wang1, Libo Tan1, Jie Li1, Feng Li1, Qingjia Ren3

1School of Traditional Chinese Medicine,Beijing University of Chinese Medicine, 2Department of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, West China Hospital,Sichuan University, 3Institute of Tibetan Medicine,Tibetan Traditional Medical College

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study presents a protocol for introducing a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM). The approach combines mental and physical factors to better simulate central fatigue, aiming to explore the underlying mechanisms and effects of intermittent sleep deprivation on the model.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Behavioral Biology
  • Psychology

Background

  • The model investigates fatigue stemming from physical and psychological sources.
  • It leverages the connection between sleep deprivation and central fatigue.
  • The 14-hour exposure over 21 days was found to effectively induce fatigue.
  • Validates the model's use for future research on disease mechanisms.

Purpose of Study

  • To develop a reliable rat model for studying central fatigue.
  • To assess both physical and psychological fatigue components.
  • To enable further studies on the mechanisms of central fatigue.

Methods Used

  • The main platform is a modified multiple platform tank for inducing central fatigue.
  • The biological model consists of rats categorized into model and control groups based on weight and randomized assignment.
  • Key steps include acclimating rats, monitoring behavior, and applying stimulation techniques.
  • Rats in the model group underwent a water exposure protocol to induce fatigue.
  • Various behavioral tests assessed the effects post-exposure.

Main Results

  • Behavioral tests revealed decreased movement and activity in the model group compared to controls.
  • Significant changes in dopamine and serotonin levels were noted in the hypothalamus.
  • Results underline dopamine's role in fatigue with implications for central nervous system studies.
  • The model's responses validated its effectiveness in simulating central fatigue.

Conclusions

  • This study establishes a non-invasive, easily applicable model for central fatigue research.
  • The findings enhance understanding of central fatigue mechanisms, paving the way for further exploration of related disorders.
  • The model can be adapted for studying other conditions influenced by similar factors.

Frequently Asked Questions

What are the advantages of using the modified multiple platform method?
The modified multiple platform method effectively simulates central fatigue by combining physical and psychological factors, providing a robust model for behavioral studies.
How is the rat model of central fatigue constructed?
The model involves placing rats in a water tank with platforms, inducing fear and fatigue while allowing both physical and psychological assessments of fatigue.
What types of data are obtained from this model?
Data includes behavioral changes, movement metrics, and biochemical assessments of dopamine and serotonin levels in the hypothalamus.
How can the central fatigue model be adapted for other studies?
The model can be modified by adjusting the exposure duration or combining factors related to different disorders like depression and navigation fatigue.
What limitations should researchers consider when using this model?
Researchers should monitor animal aggression during acclimatization, especially in the first two weeks, to prevent injuries that may affect experimental outcomes.

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um einem Rattenmodell der zentralen Ermüdung unter Verwendung der modifizierten vorstellen mehrere Plattform Methode (MMPM).

Diese Methode kann helfen, Schlüsselfragen bei der Modellkonstruktion der zentralen Ermüdung zu beantworten. Zum Beispiel, wie man Müdigkeit sowohl aus physischen als auch aus psychischen Aspekten hervorruft und wie man sie bewertet. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, mentale Faktoren mit einer modifizierten Mehrplattformmethode zu kombinieren, um den Beginn der zentralen Ermüdung besser zu simulieren.

Wir kamen auf die Idee, als wir den engen Zusammenhang zwischen intermittierendem Schlafentzug und zentraler Müdigkeit bemerkten. Wir probierten verschiedene Stunden und Tage der Entbehrung aus, um zentrale Müdigkeit zu induzieren, und fanden schließlich heraus, dass 14 Stunden über 21 Tage das richtige Muster waren. Das Modell zeigt eine gute Validität bei zentraler Müdigkeit und kann in zukünftigen Studien verwendet werden, um den zugrunde liegenden Mechanismus der Krankheit zu überprüfen.

Beginnen Sie damit, einen undurchsichtigen Kunststofftank ohne Deckel zu konstruieren. Befestigen Sie 15 kreisförmige Plattformen am Boden des Tanks, die sich geordnet in drei Reihen und fünf Spalten verteilen. Lassen Sie zwischen den einzelnen Plattformen genügend Platz, etwa 13 Zentimeter zwischen den Reihen und 10 Zentimeter zwischen den Spalten.

Installieren Sie einen Wasserhahn im Wasserauslass an der Seitenseite des Tanks. Zum Schluss machst du eine Abdeckung aus Eisendrahtnetz für den Tank, an der eine Lebensmittelbox hängt. Beginnen Sie damit, die Wurzeln des Rattenschwanzes mit einem Marker zu nummerieren.

Wiegen Sie die Ratten, ohne die extrem leichten oder schweren, und teilen Sie den Rest nach dem Zufallsprinzip in die Modell- und Kontrollgruppen auf. Setzen Sie die Ratten vorsichtig in die sauberen Käfige und lassen Sie sie mindestens drei Tage lang im Labor akklimatisieren. Sorgen Sie für ausreichend Wasser- und Lebensmittelversorgung.

Stellen Sie den Tank zunächst auf eine ebene Wiese und füllen Sie ihn dann mit sieben Zentimetern warmem Wasser, etwa einen Zentimeter unter der Ebene der Plattform. Geben Sie dann Futter und Wasser für einen Tag in die Futterkiste und hängen Sie sie an den Deckel. Nehmen Sie als Nächstes die Modellgruppe von Ratten am Schwanz aus dem Käfig und setzen Sie sie vorsichtig in das Becken.

Lass alle Ratten ins Wasser statt auf die Plattformen, um ihre Angst vor Wasser zu motivieren. Achten Sie darauf, dass jede Ratte eine Plattform zum Stehen bekommt, während die Ratten der Kontrollgruppe in ihren ursprünglichen Käfigen mit ausreichend Futter und Wasser bleiben. Decken Sie als Nächstes den Tank ab und überwachen Sie die Ratten.

Nehmen Sie nach 14 Stunden die Modellratten aus dem Aquarium und trocknen Sie ihre Haare mit einem Trockner. Achte auf die Schwänze der Ratten, wenn sie verblassen. Setze die Ratte dann mit Futter und Wasser in den ursprünglichen Käfig zurück.

Spülen Sie abschließend den Tank aus und öffnen Sie den Wasserhahn, um das Abwasser abfließen zu lassen. Sterilisieren Sie dann den Tank mit einem 75%igen Ethanolspray. Die Ergebnisse von Freilandversuchen deuten darauf hin, dass es im Vergleich zur Kontrollgruppe eine signifikante Abnahme sowohl der Aufzuchtbewegung als auch der durchschnittlichen Geschwindigkeit der willkürlichen Aktivität bei Modellratten gibt.

Der Augmented-Plus-Labyrinth-Test zeigt, dass 21 Tage Modellierung sowohl die Eintritte als auch die Dauer im offenen Arm im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant verringerten, während es einen Anstieg bei denen im engen Arm gab. Der ausführliche Schwimmtest zeigte, dass die Schwimmdauer der Modellgruppe deutlich kürzer ist als die der Kontrollgruppe. Schließlich deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass das Dopamin im Hypothalamus sowie das Verhältnis von Dopamin zu Serotonin in der Modellgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant abnimmt, während der Serotoningehalt signifikant ansteigt.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie einen Tank mit mehreren Plattformen bauen und ihn in Ihrem zentralen Ermüdungsmodell anwenden. Hierbei handelt es sich um ein nicht-invasives Modell, das leicht zu beherrschen ist. Wenn Sie dieses Modell ausprobieren, ist es wichtig, den Rest im Auge zu behalten, da sie in den ersten zwei Wochen ziemlich aggressiv sind und es zu Verletzungen kommen kann.

Obwohl dieses Modell darauf abzielt, Einblicke in die zentrale Müdigkeit zu geben, kann es auch auf andere Krankheiten angewendet werden, indem Faktoren zusammengesetzt oder die Modelldauer angepasst wird, wie z. B. Navigationsmüdigkeit und Depression

.

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Neurowissenschaften Ausgabe 138 geändert mehrere Plattform Methode (MMPM) Rattenmodell zentrale Ermüdung Verhaltens-test

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