I ratti di formazione per immersione subacquea volontariamente: Indagini della risposta Diving mammiferi

Sommario

Vengono fornite istruzioni dettagliate su come addestrare i ratti a immergersi volontariamente sott'acqua attraverso un labirinto di plexiglas lungo 5 m. Poiché il cervello dei ratti è stato molto ben caratterizzato, i ratti che si immergono volontariamente possono aiutare a chiarire i percorsi centrali della risposta subacquea dei mammiferi.

Abstract

L'immersione subacquea produce cambiamenti autonomici che si osservano praticamente in tutti gli animali subacquei. Questa risposta indotta riflessamente consiste in apnea, bradicardia indotta da parasimpatia e alterazione della resistenza vascolare indotta da simpatico che mantiene il flusso sanguigno al cuore, al cervello e ai muscoli in esercizio. Mentre molti degli aspetti metabolici e cardiorespiratori della risposta all'immersione sono stati studiati negli animali marini, le indagini sugli aspetti integrativi centrali di questo riflesso del tronco encefalico sono state relativamente carenti. Poiché la fisiologia e la neuroanatomia del ratto sono ben caratterizzate, il ratto può essere utilizzato per aiutare ad accertare le vie centrali della risposta subacquea dei mammiferi. Vengono fornite istruzioni dettagliate su come addestrare i ratti a nuotare e a immergersi volontariamente sott'acqua attraverso un labirinto di plexiglas lungo 5 m. Vengono inoltre fornite considerazioni sulla progettazione del serbatoio e sui requisiti della sala operatoria. L'addestramento comportamentale è condotto in modo tale da ridurre lo stress che potrebbe altrimenti essere associato all'immersione subacquea forzata, minimizzando così l'attivazione delle vie centrali di stress. Le procedure di formazione non sono tecnicamente difficili, ma possono richiedere molto tempo. Poiché l'addestramento comportamentale degli animali può fornire solo un modello da utilizzare con altre tecniche sperimentali, vengono forniti anche esempi di come i ratti che si immergono volontariamente siano stati utilizzati in combinazione con altre tecniche di ricerca fisiologica e neuroanatomica e di come le procedure di addestramento di base possano dover essere modificate per adattarsi a queste tecniche. Questi esperimenti dimostrano che i ratti che si immergono volontariamente mostrano gli stessi cambiamenti cardiorespiratori tipicamente osservati in altri animali subacquei. La facilità con cui i ratti possono essere addestrati a immergersi volontariamente sott'acqua, e i dati già disponibili sui ratti raccolti in altri studi neurofisiologici, rendono i ratti che si immergono volontariamente un buon modello comportamentale da utilizzare negli studi che indagano gli aspetti centrali della risposta subacquea dei mammiferi.

Introduzione

La risposta subacquea consiste in una serie di riflessi autonomici osservati in animali di tutte le classi di vertebrati ¹. In risposta all'immersione sott'acqua, questa risposta indotta dai riflessi consiste in apnea, bradicardia e un'alterazione del flusso sanguigno che mantiene il flusso al cuore, al cervello e ai muscoli in esercizio, limitando il flusso ai visceri e ai muscoli non in esercizio ². Molti degli aspetti metabolici e cardiorespiratori della risposta subacquea dei mammiferi sono stati ben studiati ^2,3, compresi quelli nell'uomo ^4,5. Tuttavia, ciò che è stato relativamente carente, fino a poco tempo fa, è l'in....

Protocollo

NOTA: i protocolli sperimentali qui descritte condotto presso l'Università del Midwest è stato approvato dal Midwestern University IACUC.

1. Requisiti di camera

1. Fissare una camera procedimento che ha acqua corrente calda e fredda, e un modo per rimuovere l'acqua dal serbatoio, tipicamente uno scarico nel pavimento.
2. Utilizzare un tavolo di studio su cui posizionare il serbatoio di immersione. Poiché camere con scarichi a pavimento sono tipicamente sagomati per drenaggio, ridurre tappi di gomma e metterli sotto le gambe del tavolo per garantire che il piano del tavolo, e quindi la superficie dell'acqua nel s....

Risultati

Il completamento delle procedure di formazione di nuoto e le immersioni descritte può diminuire lo stress sperimentato da ratti durante le immersioni sott'acqua. I livelli di corticosterone nel sangue indicano che l'allenamento quotidiano ripetitivo diminuisce la stressanti associati alle immersioni volontaria, e ratti addestrati a trovare le immersioni più stressante che essere gestito giornalmente da un essere umano (figura 2; ^17). Al contrario, i ratti non addestrati nel protocollo di imme.......

Discussione

Ratti nella loro forma selvatici possono e sfruttare gli ambienti semi-acquatici, e spesso tuffarsi sott'acqua, mentre alla ricerca di cibo ^6. Così non è troppo sorprendente che i ratti possono essere facilmente addestrati a tuffarsi volontariamente sott'acqua. Le procedure di formazione descritte possono durare fino a 6 settimane, che porteranno i ratti appena svezzati ad una dimensione del corpo utilizzato nella maggior parte atlanti del cervello di ratto adulto (~ 300 g). Così i cervelli di questi .......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Serbatoio subacqueo McCulloch Maze	Stoelting Company	60139
Tubo di diametro interno da 1 pollice	Fisher	14-169-63	Utilizzato per riempire o svuotare il serbatoio
Dispositivo di ritenuta per roditori in plexiglas (Economy a fondo piatto)	Braintree	FB-M/L	Per immersioni forzate
Trasmettitori telemetrici	DSI	Modello PA-C40 (270-0040-008)	Utilizzato per trasmettere la pressione arteriosa pulsatile
Antenna portatile a bacchetta	DSI	Modello RLA 3000 (272-5007)	Utilizzato per garantire che l'antenna radio sia vicina al trasmettitore mentre il ratto sta negoziando il labirinto subacqueo
Intramedic PE50, 0,023" ID	Fisher	14-170-12B	Utilizzato come cannula arteriosa finale
Maschera N95 - Moldex #2300N Series	Fisher	19-003-246D	Utilizzato per limitare l'inalazione di allergeni di ratto