2 febbraio 2017
Esercizio cardiovascolare ed esperienze stimolanti in un ambiente complesso hanno effetti positivi su più misure di neuroplasticità nel cervello dei roditori. Questo articolo discuterà l'attuazione di tali interventi come "superintervention", che combina in esecuzione ruota e complessità ambientale e affronterà i limiti di questi interventi.
L'obiettivo generale di questo intervento comportamentale è quello di migliorare la stimolazione ambientale dei roditori di laboratorio attraverso l'esposizione all'esercizio cardiovascolare volontario e alla complessità ambientale in un ambiente di laboratorio controllato. Questa tecnica può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della riabilitazione e della neuroplasticità. Evidenzia l'importanza dell'esercizio sociale e dei comportamenti esplorativi sullo sviluppo neurologico nell'adolescenza e sul mantenimento della salute in età adulta.
Il vantaggio principale di questa procedura è che combina l'esercizio e la complessità ambientale in modo sinergico e consente l'interpretazione di ciascuno dei componenti separatamente, se necessario. Per iniziare l'esperimento, metti i cuccioli di ratto svezzati in una gabbia appropriata e assicurati che abbiano sempre libero accesso a cibo e acqua. Una settimana dopo, il 30° giorno del loro sviluppo, spostate metà dei ratti in gabbie per esercizi con ruote da corsa.
Ogni ruota da corsa dovrebbe avere un contagiri ed essere liberamente accessibile. Lo stesso giorno, pesa tutti i topi. Ogni giorno successivo alla stessa ora, controllare il numero di giri sulle ruote in movimento.
Il giorno 36, pesa di nuovo i topi. Quindi, lasciali nelle rispettive condizioni di alloggio per 12 giorni fino al giorno 42. All'inizio del giorno di sviluppo 42, prepara le gabbie complesse dal punto di vista ambientale.
Le gabbie in acciaio zincato da 30 x 18 x 36 pollici dovrebbero contenere più livelli in grado di sostenere il peso di più ratti. Queste gabbie devono anche essere in grado di supportare lettiere standard e più distributori di cibo e acqua. Posiziona nuovi oggetti colorati di dimensioni e forme variabili nella gabbia.
Per prima cosa, posiziona sei giocattoli grandi nella gabbia che siano abbastanza grandi da consentire a tre o più ratti di interagire contemporaneamente. Quindi, posiziona sei giocattoli di medie dimensioni nella gabbia, ognuno dei quali dovrebbe anche essere abbastanza grande da poter essere utilizzato contemporaneamente da tre o più ratti. Quindi, posiziona almeno 20 piccoli giocattoli nella gabbia che potrebbero occupare solo un topo alla volta.
Seleziona giocattoli di diversi colori e forme per aumentare la complessità. La novità di ogni giocattolo è fondamentale per questa forma di intervento. Alle estremità opposte della gabbia, posiziona i distributori di cibo e attacca le bottiglie d'acqua in modo che ogni gabbia ne abbia due di ciascuna.
Una volta preparate le gabbie, pesare tutti gli animali e trasferirli nelle gabbie complesse dal punto di vista ambientale. Raggruppa da nove a 12 animali per gabbia, assicurandoti che tutti abbiano identificatori univoci. Ogni due giorni, sostituisci tutti i giocattoli.
Assicurati di avere abbastanza giocattoli in modo che gli animali raramente incontrino lo stesso giocattolo due volte durante il paradigma. Quando si sostituiscono i giocattoli, riempire anche il cibo e l'acqua. Ogni tre giorni, pulisci le gabbie.
Alloggia temporaneamente i ratti in gruppi di due o tre e sostituisci la lettiera, il cibo e l'acqua. Restituisci gli stessi giocattoli alla gabbia in questi giorni, a meno che la pulizia non coincida con il programma di sostituzione dei giocattoli. La corsa della ruota e i complessi interventi ambientali hanno avuto un impatto sulla neurogenesi adulta nel giro dentato, valutata mediante colorazione BrdU.
Aumenti della proliferazione cellulare sono stati osservati dopo la parte dell'intervento in cui si muove la ruota negli animali normalmente in via di sviluppo, stressati ed esposti all'alcol. Il complesso intervento ambientale ha aumentato la sopravvivenza delle cellule adulte generate nel giro dentato negli animali che sono stati esposti a stress o alcol in neonatale. Inoltre, gli interventi hanno portato a un aumento delle cellule che si differenziano in un fenotipo neuronale, come si vede con l'aumento delle cellule dei granuli di giro dentato nate nell'adulto nonostante l'esposizione neonatale all'alcol o allo stress da intubazione.
Lo studio della lunghezza della doppia cort e delle dentriti positive delle cellule dei granuli del giro dentato ha mostrato che non c'era differenza tra i ratti esposti all'alcol e i ratti di controllo dopo la corsa delle ruote e l'intervento sulla complessità ambientale. Dopo aver visto questo video, dovresti avere un'ottima comprensione di come disporre in modo appropriato la gabbia di complessità ambientale e di come alloggiare gli animali nelle gabbie di corsa delle ruote e nelle gabbie di complessità ambientale. Quando si tenta questa procedura, è importante pulire accuratamente tutti i materiali e controllare quotidianamente gli animali.
A seguito di questa procedura, è possibile valutare le misure comportamentali, neurofisiologiche e neuroanatomiche al fine di determinare le conseguenze dell'esposizione alla corsa su ruote e gli interventi di complessità ambientale. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della neuroplasticità per esplorare i cambiamenti dipendenti dall'esperienza nei modelli di roditori di malattie neurologiche.
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Questo articolo discute un intervento comportamentale volto a migliorare la neuroplasticità nei roditori di laboratorio attraverso l'esercizio cardiovascolare e la complessità ambientale. Evidenzia gli effetti sinergici di questi interventi e le loro implicazioni per la riabilitazione e lo sviluppo neurologico.
nnCombining voluntary aerobic exercise and environmental complexity in rodent models enables robust interrogation of neuroplasticity mechanisms relevant to neurodevelopmental and neurodegenerative disorders. This dual-intervention paradigm supports predictive confidence in preclinical studies targeting brain repair and functional recovery. The approach is positioned to inform early-stage therapeutic hypothesis testing and mechanistic de-risking for CNS-targeted portfolios.
This intervention is positioned at the interface of early discovery and preclinical research, enabling mechanistic studies and target validation in neurodevelopmental and neurodegenerative disease models.