Se proporcionan instrucciones detalladas sobre cómo entrenar a las ratas para que se sumerjan voluntariamente bajo el agua a través de un laberinto de plexiglás de 5 m de largo. Debido a que los cerebros de las ratas han sido muy bien caracterizados, las ratas que bucean voluntariamente pueden ayudar a dilucidar las vías centrales de la respuesta de buceo de los mamíferos.
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Artículo de método
Las ratas de capacitación voluntariamente de buceo bajo el agua: Las investigaciones de la respuesta de buceo de los mamíferos
En este artículo
Resumen
Resumen
La inmersión submarina produce cambios autonómicos que se observan en prácticamente todos los animales buceadores. Esta respuesta inducida por reflejos consiste en apnea, una bradicardia inducida parasimpáticamente y una alteración de la resistencia vascular inducida por el simpático que mantiene el flujo sanguíneo al corazón, el cerebro y los músculos que se ejercitan. Si bien muchos de los aspectos metabólicos y cardiorrespiratorios de la respuesta de buceo se han estudiado en animales marinos, las investigaciones sobre los aspectos integradores centrales de este reflejo del tronco encefálico han sido relativamente escasas. Debido a que la fisiología y la neuroanatomía de la rata están bien caracterizadas, la rata se puede utilizar para ayudar a determinar las vías centrales de la respuesta de buceo de los mamíferos. Se proporcionan instrucciones detalladas sobre cómo entrenar a las ratas para nadar y sumergirse voluntariamente bajo el agua a través de un laberinto de plexiglás de 5 m de largo. También se dan consideraciones sobre el diseño del tanque y los requisitos de la sala de procedimientos. El entrenamiento conductual se lleva a cabo de tal manera que se reduce el estrés que de otro modo podría estar asociado con la inmersión forzada bajo el agua, minimizando así la activación de las vías centrales de estrés. Los procedimientos de formación no son técnicamente difíciles, pero pueden llevar mucho tiempo. Dado que el entrenamiento conductual de los animales sólo puede proporcionar un modelo para ser utilizado con otras técnicas experimentales, también se proporcionan ejemplos de cómo las ratas buceadoras voluntarias se han utilizado junto con otras técnicas de investigación fisiológica y neuroanatómica, y cómo los procedimientos básicos de entrenamiento pueden necesitar ser modificados para adaptarse a estas técnicas. Estos experimentos muestran que las ratas buceadoras voluntarias exhiben los mismos cambios cardiorrespiratorios que se observan típicamente en otros animales buceadores. La facilidad con la que se puede entrenar a las ratas para que se sumerjan voluntariamente bajo el agua, y los datos ya disponibles de ratas recogidos en otros estudios neurofisiológicos, hacen que las ratas buceadoras voluntarias sean un buen modelo de comportamiento para ser utilizado en estudios que investigan los aspectos centrales de la respuesta de buceo de los mamíferos.
Introducción
La respuesta de buceo consiste en un conjunto de reflejos autónomos que se observan en animales de todas las clases de vertebrados 1. En respuesta a la inmersión bajo el agua, esta respuesta inducida por reflejos consiste en apnea, bradicardia y una alteración del flujo sanguíneo que mantiene el flujo hacia el corazón, el cerebro y los músculos en ejercicio, al tiempo que limita el flujo a las vísceras y a los músculos que no se ejercitan. Muchos de los aspectos metabólicos y cardiorrespiratorios de la respuesta de buceo de los mamíferos han sido bien investigados 2,3, incluidos los de los humanos 4,5. Sin embargo, lo que ha faltado relativamente, hasta hace poco, es la investigación de los aspectos integradores centrales de la respuesta al buceo. ¿Qué sucede dentro del tronco encefálico y cuál es la vía neuronal paso a paso que conecta las entradas aferentes con las salidas eferentes durante este reflejo autónomo? Para responder a estas preguntas será necesario un modelo animal adecuado 6. Un adagio en fisiología comparada, el principio de Krogh 7, es que para cada pregunta de investigación hay algún animal de elección en el que el problema puede ser estudiado más convenientemente. Un animal muy apropiado para estudiar los aspectos centrales de la respuesta de buceo es la rata 6,8. En gran parte, esto se debe al hecho de que los cerebros de las ratas han sido muy bien caracterizados, tanto anatómica como funcionalmente, y se dispone de muchos atlas de cerebros de ratas 6. Además, la rata es particularmente útil en la investigación cardiorrespiratoria, porque la fisiología de la rata es bien conocida en todos los sistemas de órganos principales, y la rata está bien considerada como un modelo animal en biología de sistemas. Por último, la rata de laboratorio es la versión domesticada del Rattus norvegicus salvaje, un animal que nada y bucea bajo el agua de forma rutinaria 6. Sobre la base de estas consideraciones, la rata es una buena opción para los estudios que investigan los aspectos centrales de la respuesta de buceo de los mamíferos. En comparación, el uso de animales marinos para investigar los aspectos centrales de la respuesta de buceo de los mamíferos sería mucho más difícil. Esto se debe en gran parte a que los animales marinos tienen cerebros comparativamente grandes y de tamaño no uniforme, y a la relativa dificultad y el alto costo de albergar a estos animales.
Las ratas se han utilizado previamente para investigar muchos aspectos de la respuesta de buceo de los mamíferos, principalmente en situaciones que involucran inmersión forzada bajo el agua 9-12. Sin embargo, muchos estudios en animales marinos y acuáticos han demostrado que puede haber una respuesta diferencial al buceo en función de si la inmersión fue forzada o voluntaria 2,13. Los animales buceadores pueden mostrar una bradicardia extremadamente intensa durante el buceo forzado, pero una bradicardia mucho menos intensa durante el buceo voluntario. El "estrés" de la inmersión forzada puede cambiar significativamente las respuestas cardiovasculares del buceo en muchos animales 14. Los roedores pequeños, como las ratas almizcleras, también muestran una respuesta de buceo más intensa durante la inmersión forzada que durante el buceo voluntario 15,16. Por lo tanto, si se van a utilizar ratas para investigar los aspectos centrales de la respuesta de buceo de los mamíferos, los investigadores deben ser conscientes de que una rata sumergida a la fuerza bajo el agua puede producir una respuesta diferente a la de una rata que bucea voluntariamente.
El objetivo de este artículo es proporcionar instrucciones detalladas sobre cómo entrenar a las ratas para que se sumerjan voluntariamente bajo el agua. Estos procedimientos no son técnicamente difíciles, pero pueden llevar mucho tiempo. El entrenamiento se lleva a cabo de tal manera que reduce el estrés que de otro modo podría estar asociado con la inmersión forzada bajo el agua. Esta técnica de buceo voluntario debería minimizar la activación de las vías centrales de estrés y, por lo tanto, permitir una mejor investigación de los aspectos centrales de la respuesta al buceo. Por sí solo, el entrenamiento de ratas para que se sumerjan voluntariamente bajo el agua no genera datos que puedan utilizarse para investigar los aspectos centrales de la respuesta de buceo de los mamíferos. Por lo tanto, también se proporcionan ejemplos de cómo se han utilizado las ratas buceadoras voluntarias junto con otras técnicas de investigación fisiológica y neuroanatómica, y cómo puede ser necesario modificar el entrenamiento básico de buceo para adaptarse a estas otras técnicas.
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Protocolo
NOTA: Los protocolos experimentales descritas en el presente documento realizado en la Universidad del Medio Oeste fueron aprobados por el medio oeste de la Universidad IACUC.
1. Requisitos de habitación
- Asegure una sala de procedimientos que ha de agua corriente fría y caliente, y una manera de quitar el agua del tanque, por lo general un desagüe en el suelo.
- Utilice una mesa de estudio en el que colocar el tanque de buceo. Desde habitaciones con desagües de piso son típicamente contorneados para el drenaje, reducir los tapones de goma y colocarlos bajo las patas de la mesa para asegurar que la superficie de la mesa, y por lo tanto la superficie del agua en el tanque, es nivel.
2. Tanque de Buceo
- Tanque de Buceo Construcción
- Construir un tanque rectangular (100 x 60 x 15 cm) utilizando 3/4 en plexiglás de espesor para la parte inferior y media en Plexiglas para las paredes laterales (Figura 1). Adjuntar permanentemente las piezas de plexiglás fuera del tanque junto con cemento de cianoacrilato o Solvents tales como triclorometano.
- Divida el tanque en 5 canales cada uno de aproximadamente 100 cm de longitud, mediante el uso de plexiglás extraíble 1/2 pulgada de espesor cortadas en 85 x 15 cm piezas. Permanentemente colocar ranuras en la parte inferior y los bordes del tanque en el que estos divisores de canal puede ser ranurados en su posición.
- Suspender piezas horizontales de plexiglás de los divisores de canal para crear un "techo" para una inmersión túnel bajo el agua ".
- En una esquina del lugar del depósito una plataforma elevada extraíble, la "zona de llegada", para las ratas con el arrastre del agua y el descanso entre las pruebas de natación y buceo. Las ratas usualmente se acicalan y eliminan el agua de su piel, mientras que en la zona de meta. Coloque lados altos alrededor de los bordes de la zona de llegada para asegurar que las ratas se mantienen en la plataforma entre los ensayos de formación.
- En la esquina opuesta del tanque de la zona de acabado de colocar una cámara que sólo permite el acceso bajo el agua para el laberinto. Este extraíble "iniciar unrea "sólo se utiliza para los ensayos de buceo.
NOTA: Al comienzo de un ensayo de buceo una rata se baja en el agua mientras está sentado en una plataforma dentro de la cámara de inicio; por lo tanto, esta plataforma se llama el "ascensor".
NOTA: Utilice un diseño modular, donde la zona de salida, zona de meta, y todos los canales divisores son removibles del tanque. Esto se hace por dos razones: 1) para facilitar el llenado y vaciado del tanque con agua después de la eliminación de todos los divisores de canal, y 2) si una rata se desorienta, especialmente bajo el agua, las piezas se pueden desmontar rápidamente para rescatar a la rata de la agua.
- Llenado y vaciado el tanque con agua
- Llenar el tanque con agua
- Al comienzo de cada sesión de entrenamiento, llenar el tanque con 32 ° C de agua fresca del grifo a una profundidad de unos 12 cm. Se agita el agua en el tanque para minimizar los bolsillos calientes o fríos.
NOTA: Por lo general toma alrededor de 2 horas para capacitar a 12 ratas. Durante este tiempola temperatura del agua disminuye en alrededor de 4 ° C. Al final de la sesión de entrenamiento el agua se enfría a aproximadamente 28 ° C. Desde 30 ° C el agua es termoneutral a ratas, el uso de este agua tibia en lugar de agua a temperatura ambiente, reduzca al mínimo la pérdida de calor durante el entrenamiento repetitivo.
- Al comienzo de cada sesión de entrenamiento, llenar el tanque con 32 ° C de agua fresca del grifo a una profundidad de unos 12 cm. Se agita el agua en el tanque para minimizar los bolsillos calientes o fríos.
- Vaciar el tanque con agua
- Al final de cada sesión de entrenamiento, drenar el agua del tanque usando una manguera grande, tal como una pieza larga de tubo de 4 m de diámetro interno de 1 pulgada. Sumerja completamente el tubo en el tanque, asegurando no hay bolsas de aire se encuentran en el tubo. Colocar rápidamente un extremo de la tubería en el desagüe en el suelo. El efecto sifón resultante drenar el agua del tanque.
- Mientras se mantiene el extremo del tanque de la tubería bajo la superficie del agua para mantener el sifón, inclinar el tanque en el borde para facilitar el drenaje completo del agua.
NOTA: De forma alternativa, y en lugar de sifón, instale un grifo cerca de la base del tanque, y conectaruna manguera desde el tanque de toque para el desagüe en el suelo.
- Llenar el tanque con agua
3. Consideraciones Rata alérgenos
- Use guantes desechables cada vez que la manipulación y la formación de las ratas. Los guantes limitar el contacto con el agua en el tanque, que invariablemente contendrá la orina de rata.
NOTA: Las ratas se convertirán en mojado durante la formación, y la habitación se llenó de un olor "mojado-rata". Por consiguiente, un régimen profiláctico de los antihistamínicos puede prevenir o limitar los efectos de las alergias de rata. Los capacitadores también pueden necesitar usar máscaras contra el polvo desechables o máscaras N95, en caso de ser sensible a los alérgenos de rata.
4. Entrenamiento de natación
- Entrenamiento de natación diaria
NOTA: La experiencia personal indica que las ratas más jóvenes aprenden el laberinto mejor y más rápido, y comenzando así la formación con 35 g de ratas recién destetados es preferible el uso de ratas adultas.- Llene el tanque con agua. Ver 2.2.1.
- Insertar acabadode área y de los canales divisores para crear 5 canales de natación.
- Durante la primera sesión de entrenamiento baje suavemente las ratas con la mano en el agua unos 3-5 cm de la zona de meta.
NOTA: Después de su introducción a las ratas de agua aparecerá inestable, ya que en primer lugar se encuentran con la sensación de estar flotando. Las ratas se acerca remar de manera descoordinada al tratar de localizar a una manera de salir del agua, llegando finalmente a la zona de meta cerca. Debido a su habilidad innata para nadar, en ensayos posteriores las ratas nadan de una manera mucho más coordinada hacia la zona de meta.
NOTA: Apoyar a las ratas de debajo para que sus pies están en las manos de los investigadores. Baje suavemente las ratas en el agua, y dejar que ellos nadan lejos de la mano, en lugar de dejarlos caer en el agua. - Entre los ensayos permiten a las ratas se mantienen en la zona de meta durante al menos 1 min. Esto es para permitir que las ratas que se acicalan y explorar, por lo que ellos consideran la zona de meta como un lugar "seguro"ir entre los ensayos. Esto está en contraste con el acaparamiento de una rata que acaba de terminar un ensayo e inmediatamente colocándolo de nuevo en el agua para empezar el próximo juicio.
NOTA: No utilice recompensa externa (es decir, los alimentos) durante la capacitación, a fin de evitar la activación de los circuitos de recompensa en el cerebro. - Después del período de espera zona de meta, coloque un lado las ratas durante 1 min antes de iniciar la siguiente prueba. Seque suavemente las ratas con una toalla durante esta retención preventiva desde la entrada repetitivo en el agua hará que las ratas a llegar muy húmedo, y secarlos evitará la hipotermia.
- Repita 4.1.3. a través de 4.1.5. para completar 3 a 5 ensayos para cada rata para ser entrenado durante una sesión de entrenamiento de natación todos los días.
- Retire todos los divisores de canal y terminar área del tanque.
- Vaciar el agua del tanque. Ver 2.2.2.
- Programa de entrenamiento de natación semanal
- Llevar a cabo sesiones de entrenamiento al día (ver 4.1.) 5 días por semana, idealmente al mismo tiempocada día.
- Comienza el primer ensayo de la distancia negociado con éxito en el día anterior. Comience la segunda y tercera pruebas de un aumento de la distancia.
- Con cada sesión de entrenamiento diario posterior aumentar la distancia entre el lugar donde las ratas se colocan en el agua y la zona de meta. Durante las primeras sesiones de entrenamiento aumentar esta distancia por 5-10 cm. Después de que las ratas parecen más cómodo con la natación, aumentar las distancias de 30-50 cm.
- Utilice mayores aumentos en las distancias de natación, mientras que las ratas están aprendiendo a nadar una parte recta de un canal de natación. Por el contrario, aprender a nadar la curvas cerradas entre canales puede tardar 2-3 sesiones de entrenamiento.
NOTA: A menudo, mientras espera en la zona de meta, las ratas se volverá a entrar en el agua para nadar, y / o sumergir su cabeza bajo el agua, mientras que todavía se sienta en la plataforma de zona de meta. - Repita este protocolo de entrenamiento todos los días más de 3 semanas para asegurarse de la natación con éxito de la totalidad de los 5 canales.Este protocolo de entrenamiento repetitivo asegura la finalización con éxito del laberinto, sobre todo porque el laberinto incluye alternando turnos horquilla izquierdo y derecho.
5. Formación de buceo
NOTA: Después de que las ratas han aprendido a negociar con éxito la natación a través del laberinto que están listos para comenzar a entrenar de buceo.
- Entrenamiento de buceo inicial (primer día)
- Inserte cámara de inicio. Llene el tanque con agua (véase 2.2.1.). Asegurar el nivel de agua es de 1 cm por debajo de la apertura de la zona de salida.
- Inserte zona de meta y divisores de canal para crear 5 canales de natación.
- Durante la primera sesión de buceo entrenan las ratas para bajar en el ascensor en el agua dentro de la cámara de inicio. El acceso al laberinto es desde la parte inferior de la cámara de inicio. Durante este primer período de sesiones el nivel de agua es lo suficientemente baja para que la rata puede nadar fácilmente desde la cámara de inicio en el laberinto. Deje que la rata para continuar nadando a través del laberinto dela zona de meta.
- Entre los ensayos permiten a las ratas se mantienen en la zona de meta durante al menos 1 min.
NOTA: No utilice recompensa externa (es decir, los alimentos) durante la capacitación, a fin de evitar la activación de los circuitos de recompensa en el cerebro. - Después del período de espera zona de meta, coloque un lado las ratas durante 1 min antes de iniciar la siguiente prueba. Seque suavemente las ratas con una toalla durante esta retención preventiva.
- Repita 5.1.3. a través de 5.1.5. para completar 3 ensayos para cada rata para ser entrenado durante esta sesión inicial de entrenamiento de buceo.
- Retire todos los divisores de canal, iniciar la cámara y terminar el área del tanque.
- Vaciar el agua del tanque. Ver 2.2.2.
- Entrenamiento de buceo inicial (segundo día)
- Inserte cámara de inicio. Llene el tanque con agua (véase 2.2.1.). Asegúrese de nivel de agua es ligeramente por encima de la apertura a la zona de salida.
- Inserte zona de meta y divisores de canal para crear 5 canales de natación.
- Durante la segunda inmersiónperíodo de sesiones el nivel de agua de formación se ha planteado de manera que al salir de la cámara de inicio de la rata tiene que sumergir la cabeza bajo el borde de la cámara de inicio para entrar en el laberinto. Considere esto como primera inmersión de la rata. Deje que la rata para luego continuar nadando a través del laberinto a la zona de meta.
- Deje que las ratas se mantienen en la zona de meta durante al menos 1 minuto entre los ensayos.
NOTA: No utilice recompensa externa (es decir, los alimentos) durante la capacitación, a fin de evitar la activación de los circuitos de recompensa en el cerebro. - Después del período de espera zona de meta, coloque un lado las ratas durante 1 min antes de iniciar la siguiente prueba. Seque suavemente las ratas con una toalla durante esta retención preventiva.
- Repita 5.2.3. a través de 5.2.5. para completar 3 ensayos para cada rata para ser entrenado durante esta sesión de entrenamiento de buceo.
- Retire todos los divisores de canal, iniciar la cámara y terminar el área del tanque.
- Vaciar el agua del tanque. Ver 2.2.2.
- Entrenamiento de buceo inicial (third días)
- Inserte cámara de inicio. Llene el tanque con agua (véase 2.2.1.), Asegurando que el nivel de agua está por encima de la apertura de la zona de salida.
- Inserte zona de meta y divisores de canal para crear 5 canales de natación. Coloque un pedazo de plexiglás horizontal inmediatamente fuera de la zona de salida para crear un túnel de 5 cm de largo buceo.
- Durante la tercera sesión de entrenamiento de buceo la rata tiene que sumergir la cabeza bajo el borde de la cámara de inicio y nadar 5 cm bajo el agua para llegar a las aguas abiertas del canal de natación. Deje que la rata para luego continuar nadando a través del laberinto a la zona de meta.
NOTA: Una vez colocado en la zona de salida, ratas iniciar su propia inmersión bajo el agua, y por lo tanto estos son considerados como inmersiones "voluntarias". - Deje que las ratas se mantienen en la zona de meta durante al menos 1 minuto entre los ensayos.
NOTA: No utilice recompensa externa (es decir, los alimentos) durante la capacitación, a fin de evitar la activación de los circuitos de recompensa en el cerebro. - Después del período de espera zona de meta, coloque un lado las ratas durante 1 min antes de iniciar la siguiente prueba. Seque suavemente las ratas con una toalla durante esta retención preventiva.
- Repita 5.3.3. a través de 5.3.5. para completar 3 a 5 ensayos para cada rata para ser entrenado durante esta sesión de entrenamiento de buceo.
- Retire todos los divisores de canal, iniciar la cámara y terminar el área del tanque.
- Vaciar el agua del tanque. Ver 2.2.2.
- Programa de entrenamiento de buceo semanal
- Llevar a cabo sesiones de entrenamiento al día (ver 5.3.) 5 días por semana, a ser posible, al mismo tiempo cada día.
- Comienza el primer ensayo de la distancia negociado con éxito en el día anterior. Comience la segunda y tercera ensayos con un aumento de la distancia de buceo.
- Con cada sesión de entrenamiento diario posterior aumentar la longitud del túnel de buceo mediante la adición de divisores horizontales adicionales para ampliar la distancia de las ratas tienen que nadar bajo el agua. Para las primeras sesiones de entrenamiento aumento this distancia de 5-10 cm. Después de que las ratas parecen más cómodos con el buceo, aumentar las distancias de 30-50 cm.
NOTA: no fuerce la distancia de buceo intentado durante los ensayos sucesivos. Si es necesario, levante el extremo de la cubierta de canal horizontal para proporcionar distancias más cortas de buceo. Si durante un ensayo de inmersión a una rata no alcanza el final del túnel de buceo y comienza a girar alrededor de submarina, rápidamente levantar el extremo de la cubierta de canal y permitir la rata a la superficie y continuar su baño. Esto permitirá a la rata para completar con éxito una distancia de buceo más largo. Este refuerzo positivo mantendrá la rata se mueve hacia adelante a través del túnel bajo el agua con cada ensayo de buceo. - Utilice mayores aumentos en las distancias de buceo, mientras que las ratas están aprendiendo a bucear una parte recta de un canal de natación. Por el contrario, aprender a bucear alrededor de la curvas cerradas entre canales puede tardar 2-3 sesiones de entrenamiento.
NOTA: A menudo, mientras espera en la zona de meta, las ratas se vuelva a introducir ªe agua para nadar, y / o sumergir su cabeza bajo el agua, mientras que todavía se sienta en la plataforma de zona de meta. - Repita este protocolo de entrenamiento todos los días más de 3 semanas para asegurarse de buceo con éxito de la totalidad de los 5 canales. Este protocolo de entrenamiento repetitivo asegura la finalización con éxito del laberinto, sobre todo porque el laberinto incluye alternando turnos horquilla izquierdo y derecho.
NOTA: El programa de entrenamiento de natación y buceo completo 6 semanas coincide con el crecimiento de 35 g ratas recién destetadas a alcanzar un peso corporal de 300 g. - Después de las sesiones de entrenamiento diarias son completas, y las ratas han sido devueltos a sus jaulas, garantizar ratas se secan rápidamente su piel a través de la preparación, o si es necesario, colocar una almohadilla térmica bajo su jaula para mantener las ratas caliente hasta que su piel esté seca.
6. variaciones experimentales
NOTA: La puesta a punto y de los animales la formación experimental básica se han descrito anteriormente. Sin embargo, la formación del comportamiento sólo provides un modelo para ser utilizado con otras técnicas experimentales para recoger datos de interés. Protocolos básicos se modifican para investigar aspectos específicos de la respuesta de buceo. Ejemplos de estas modificaciones, y algunas consideraciones para la recogida de datos mediante estas técnicas fisiológicas y neuroanatómicas, se dan a continuación.
- Implantables transmisores telemétricos
- Tras la finalización de la formación, utilizar los transmisores de telemetría disponibles comercialmente para transmitir la presión arterial pulsátil de natación y buceo ratas. Obtener la aprobación del IACUC local para procedimientos relacionados con la cirugía y la recuperación post-quirúrgica. Siga los procedimientos de implantación sugeridas por la compañía para su transmisor, y asegurar la recuperación completa de la cirugía antes de regresar a la rata en el agua.
- Asegúrese de que la antena que recibe la señal de radio está cerca cuando la rata está en el agua.
NOTA: El agua atenúa las señales de radio, por lo que la distancia de la señal de radio neEDS para viajar a través del agua se convierte en un factor limitante de las dimensiones del tanque. - Utilice una antena varita de mano, en lugar de una antena de tamaño de jaula de la rata, para seguir la rata a medida que avanza a través del laberinto. Mantenga la antena varita dentro de los 30 cm de la rata para asegurar que la señal de radio no se pierde, mientras que la rata está bajo el agua.
- Trailing cánulas
- Rediseñar los divisores de canal y piezas horizontales que crean el techo del túnel de buceo para que senderos de la cánula a lo largo de detrás de la rata durante su progresión a través del laberinto.
NOTA: El diseño modular de los canales es de suma importancia y debe también permitir recuperarse rápido de la rata del laberinto submarino. Si un enganchones cánula y se desprendió de la rata, la rata pronto podría sangrar a cabo bajo el agua si la cánula no se vuelve a unir de forma rápida. - Utilice posterior cánulas arterial para registrar la presión sanguínea arterial y la frecuencia cardíaca en ratas voluntariamente de buceo. Utilice un trozo de 90 cm de PE50 comouna cánula trasera.
NOTA: Esta longitud de la cánula es suficientemente largos para conectar la rata al transductor de presión al tiempo que permite la rata para el progreso a través del laberinto, aunque es suficientemente corto para minimizar el espacio muerto de la cánula y está lo suficientemente cerca del transductor de presión para permitir que la fidelidad suficiente de la señal de la presión arterial. - Utilice de salida venoso (o arterial) cánulas para inyectar agentes farmacéuticos tales como los agonistas y antagonistas simpático y parasimpático, o inyectar trazadores o colorantes que determinan la distribución del gasto cardíaco.
- Extraer muestras de sangre de las ratas utilizando las cánulas venosa (o arterial), mientras que las ratas están bajo el agua para determinar los niveles de catecolaminas bajo el agua o química sanguínea.
NOTA: Minimizar la longitud de la cánula de salida y dan cuenta de la cánula espacio muerto durante las extracciones de sangre.
- Rediseñar los divisores de canal y piezas horizontales que crean el techo del túnel de buceo para que senderos de la cánula a lo largo de detrás de la rata durante su progresión a través del laberinto.
- Detección de las neuronas del tronco cerebral activados
- Utilice la detección inmunológica de la proteína Fos para identiáreas específicas de fy el tronco del encéfalo que son parte de la respuesta de buceo.
NOTA: Durante la iniciación repetitivo de un reflejo cardiorrespiratoria, las neuronas del tronco cerebral que forman parte de ese circuito reflejo puede activarse y producir una proteína llamada Fos. - Repetitivamente bucear ratas en el laberinto cada 5 minutos durante 2 horas para un total de 24 inmersiones.
NOTA: Otros protocolos que también inducen la producción neuronal Fos también se puede utilizar. Para evitar la activación de las neuronas del tronco cerebral implicadas en la respuesta al estrés, el comportamiento que se repite debe ser incluido como parte de la formación del comportamiento.
- Utilice la detección inmunológica de la proteína Fos para identiáreas específicas de fy el tronco del encéfalo que son parte de la respuesta de buceo.
- Niveles de corticosterona de sangre durante el buceo
- Utilice corticosterona como un indicador del nivel de experiencia de las ratas de estrés durante la natación y el buceo.
- Para obtener sangre para el análisis de corticosterona, dibujar 0,1 ml muestras de sangre de la vena de la cola de las ratas 15 min después de 3 o nada inmersiones voluntarias.
NOTA: Los experimentos preliminares indicaron que 15 minutos es Dotiempo ficiente para permitir la producción y liberación de corticosterona en la circulación y provocar un pico en los niveles de corticosterona en plasma. Dado que los niveles de corticosterona tienen un ritmo circadiano, programar toda la sangre atrae a la misma hora del día y la correspondencia con el calendario de las sesiones de entrenamiento.
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Resultados
La conclusión con éxito de los procedimientos de entrenamiento de natación y buceo descritas puede disminuir el estrés experimentado por las ratas cuando se bucea bajo el agua. Niveles de corticosterona de sangre indican que el entrenamiento diario repetitivo disminuye la stressfulness asociado con el buceo voluntaria, y las ratas entrenadas a encontrar el buceo no es más estresante que se manejan a diario por un humano (Figura 2; 17). Por el contrario, las ratas no entrenados en el protocolo...
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Discusión
Ratas en su forma salvaje pueden y de hecho explotar ambientes semi-acuáticos, y lo hará a menudo bucear bajo el agua, mientras que la búsqueda de alimentos 6. Así, no es demasiado sorprendente que las ratas pueden ser fácilmente entrenados para bucear voluntariamente bajo el agua. Los procedimientos de formación descritas pueden durar hasta 6 semanas, lo que traerá ratas recién destetadas a un tamaño corporal utilizado en la mayoría de los atlas del cerebro de rata adulta (~ 300 g). Así, los cerebros de esto...
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Divulgaciones
El autor es consultor para Stoelting Empresa, y siempre que el diseño y las especificaciones de la McCulloch buceo Tanque Maze general para fines comerciales.
Agradecimientos
La investigación financiada por la Oficina de Programas de Investigación y patrocinado Universidad del Medio Oeste. Gracias también al Fondo para el Medio Oeste de la Universidad de Animales y Erik Warren.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| McCulloch Diving Tank Maze | Stoelting Company | 60139 | |
| tubo de diámetro interno de 1 pulgada | Fisher | 14-169-63 | Se utiliza para llenar o drenar el tanque |
| Dispositivo de retención de roedores de plexiglás (Economy flat bottomed restriction) | Braintree | FB-M/L | Para inmersiones forzadas |
| Transmisores telemétricos | DSI | Modelo PA-C40 (270-0040-008) | Se utiliza para transmitir la presión arterial pulsátil |
| Varilla de antena de mano | DSI | Modelo RLA 3000 (272-5007) | Se utiliza para garantizar que la antena de radio esté cerca del transmisor mientras la rata está negociando el laberinto submarino |
| Intramedic PE50, 0.023" ID | Fisher | 14-170-12B | Utilizado como cánula arterial de arrastre |
| Mascarilla N95 - Moldex Serie #2300N Fisher | 19-003-246D | Se utiliza para limitar la inhalación de alérgenos de ratas |
Referencias
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