詳細な指示は、ネズミが自発的に5mのプレキシガラス迷路を水中に潜るように訓練する方法について提供されています。ラットの脳は非常によく特徴付けられているため、自発的に潜水するラットは、哺乳類の潜水反応の中心経路を解明するのに役立つ可能性があります。
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この記事について
サマリー
要約
水中沈没は、事実上すべての潜水動物で観察される自律神経の変化を生み出します。この反射的に誘発される反応は、無呼吸、副交感神経誘発性徐脈、および心臓、脳、運動筋への血流を維持する交感神経誘発性血管抵抗の変化で構成されています。潜水反応の代謝的および心肺学的側面の多くは海洋動物で研究されてきましたが、この脳幹反射の中心的な統合的側面の研究は比較的不足しています。ラットの生理学と神経解剖学的構造は十分に特徴付けられているため、ラットは哺乳類の潜水反応の中心経路を確認するために使用できます。ネズミが泳ぎ、長さ5mのプレキシガラス迷路を自発的に水中に潜るように訓練する方法についての詳細な説明が提供されています。タンクの設計と処置室の要件に関する考慮事項も示されています。行動訓練は、強制的な水中潜水に関連する可能性のあるストレスを軽減するように実施され、したがって、中心的なストレス経路の活性化を最小限に抑えます。トレーニング手順は技術的に難しくはありませんが、時間がかかる場合があります。動物の行動訓練は、他の実験技術と併用するためのモデルを提供することしかできないため、ラットが自発的に潜水する方法が他の生理学的および神経解剖学的研究技術と組み合わせて使用された方法の例、およびこれらの技術に対応するために基本的な訓練手順をどのように変更する必要があるかについても説明します。これらの実験は、自発的に潜水するラットが、他の潜水動物に通常見られるのと同じ心肺変化を示すことを示しています。ラットが自発的に水中に潜るように訓練することが容易であること、および他の神経生理学的研究で収集されたラットからすでに利用可能なデータにより、ラットの自発的な潜水は、哺乳類の潜水反応の中心的な側面を調査する研究で使用するための優れた行動モデルになります。
概要
すべての脊椎動物クラス1の動物に見られる一連の自律神経反射から構成されています。水中での水没に反応して、この反射的に誘発される反応は、無呼吸、徐脈、および心臓、脳、運動筋への流れを維持しながら、内臓や運動していない筋肉への流れを制限する血流の変化で構成されています2。哺乳類の潜水反応の代謝的および心肺学的側面の多くは、ヒト4,5を含む、十分に調査されています2,3。しかし、最近まで比較的欠けていたのは、潜水反応の中心的な統合的側面の調査です。脳幹内で何が起こっているのか、そしてこの自律神経反射中に求心性入力を遠心性出力に接続するニューロンの段階的な経路は何ですか?これらの質問に答えるには、適切な動物モデルが必要です6。比較生理学の格言であるクロウの原理7は、すべての研究課題に対して、問題を最も便利に研究できる動物が選ばれるというものです。潜水反応の中心的な側面を研究するのに最も適した動物は、ラット6,8である。これは主に、ラットの脳が解剖学的にも機能的にも非常によく特徴付けられており、多くのラット脳アトラスが利用可能であるという事実によるものです6。さらに、ラットの生理機能はすべての主要な臓器系でよく知られており、ラットはシステム生物学の動物モデルとして高く評価されているため、ラットは心肺研究に特に有用です6。最後に、実験用ラットは、日....
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プロトコル
注：中西部の大学で行われ、本明細書に記載の実験プロトコールは、中西部の大学IACUCによって承認された。
1.ルームの要件
- 温水と冷水を実行している処置室、床に、タンクから一般的に排水を水を除去する方法を固定します。
- ダイビングタンクを配置する研究·テーブルを使用してください。床排水溝付きの客室は、一般的に排水のために輪郭であるため、ゴム栓を切り倒し、テーブルトップ、ひいてはタンク内の水面のことを確認するためにテーブルの脚の下に置いて、レベルです。
2.ダイビングタンク
- ダイビングタンク建設
- 側壁（ 図1）のためにプレキシグラスの一番下のための厚いプレキシグラスで3/4と1/2を使用して（100×60×15 cm）の長方形のタンクを構築します。恒久的にシアノアクリレートセメントまたはsolvenを用いて一緒にタンクの外側プレキシグラス片を取り付けるそのようなトリクロロメタンなどのts。
- 85×15センチの片に切断リムーバブル1/2インチ厚のプレキシグラスを使って、5チャネルの長さでそれぞれ約100センチ、中にタンクを分割。恒久的にこれらのチャンネル分周器の位置にスロットすることができその中にタンクの底やエッジに溝を配置します。
- 水中ダイブ「トンネルのための "屋根"を....
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結果
記載さ水泳やダイビングの訓練手続きが正常に完了し、水の下で時潜水ラットが経験したストレスを減らすことができます。血中コルチコステロンレベルは、反復的な毎日のトレーニングが自主的なダイビングに関連付けられているstressfulnessを減少させることを示しており、訓練を受けたラットは、ヒト（ 図2; 17）で毎日処理されているよりも、ダイビングにはよりストレス見当たらない。逆に、ダイビングプロトコルで訓練を受けていないラットは自発的なダイビングストレスの多い（ 図2; 17）を見つける。さらに、両方の訓練を受け、訓練を受けていないラットは最もストレスの多い（; 17 図2）に強制ダイビングを見つける。
と末尾のカニューレ（ 図4; 21-23）;水泳、自主的なダイビング、強制ダイビングラットから心臓血管の応答は、注入された遠隔測定デバイス（8,17-2.......
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ディスカッション
食品6のために採餌しながら、彼らの野生の形でラットは、缶と半水生環境を活用行い、そして意志しばしばダイビング水中。したがって、ラットは非常に簡単に自発的に水中ダイビングを訓練することができることにも驚くべきことではない。記載されたトレーニングの手順は、ほとんどの成体ラット脳アトラス（〜300グラム）で使用されるボディサイズに、新たに離乳したラットをもたらすであろう、6週まで続くことがある。したがって、これらの訓練された動物からの脳はより容易に匹敵するこれらのアトラス内で識別解剖学的構造になります。
スタートエリアに配置された後、ほとんどのラットは、20秒以内に水中水泳を開始します。しかし、時折、ラットは、その自主的なダイビングを開始する前に、5分以上かかります。それは水中トンネル内にラットを強制的に、この段階では魅力的かもしれないが、これは一般的に負の経験を持つ水を関連付けるからラットを防止するために避けるべきである。げっ歯類は頑固月のiniti可能味方トレーニングセッション中に潜ることを拒否するが、彼らは水を終了する唯一の方法は迷路ダイブを完了することによっ.......
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開示事項
著者はStoelting社のコンサルタントであり、商業的目的のためにそれらにマカロックダイブタンク迷路の全体的なデザインと仕様を提供しました。
謝辞
研究は研究スポンサープログラムの中西部大学事務所からの資金によってサポートされています。また、中西部の大学動物施設とエリック·ウォーレンに感謝します。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| マカロックダイビングタンク迷路 | Stoelting Company | 60139 | |
| 1インチ内径チューブ | フィ | ッシャー14-169-63 | タンクの充填または排水に使用されます |
| プレキシガラスげっ歯類拘束装置(エコノミー平底拘束装置) | Braintree | FB-M/L | 強制潜水の場合 |
| テレメトリック送信機 | DSI | モデルPA-C40 (270-0040-008) | 脈動性動脈血圧の |
| ハンドヘルドアンテナワンド | を送信するために使用されます DSI | モデルRLA 3000 (272-5007) | ラットが水中迷路を交渉している間、無線アンテナが送信機の近くにあることを確認するために使用されます |
| Intramedic PE50、0.023インチID | フィッシャー | 14-170-12B | トレーリング動脈カニューレ |
| N95マスクとして使用 - Moldex #2300N シリーズ | フィッシャー | 19-003-246D | ラットアレルゲンの吸入を制限するために使用されます |
参考文献
- Butler, P. J., Jones, D. R. Advances in Comparative Physiology and Biochemistry. Lowenstein, O. 8, Academic Press. 179-364 (1982).
- Butler, P. J., Jones, D. R. Physiology of diving birds and mammals). Physiol. Rev. 77, 837-899 (1997).
- Butler, P. J.
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再版と許可
