A Rat Model of Central Fatigue Using a Modified Multiple Platform Method

Weiyue Zhang; Wei Zhang; Ning Dai; Chenxia Han; Fengzhi Wu; Xu Wang; Libo Tan; Jie Li; Feng Li; Qingjia Ren

doi:10.3791/57362

JoVE Journal
Neuroscience

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JoVE Journal Neuroscience

A Rat Model of Central Fatigue Using a Modified Multiple Platform Method

쥐 모델에 수정 사용 하 여 중앙 피로의 여러 플랫폼 메서드

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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

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.

여기, 선물이 수정 사용 하 여 중앙 피로의 쥐 모델을 소개 하는 프로토콜 여러 플랫폼 메서드 (MMPM).

이 방법은 중심 피로 모델의 구성에서 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 신체적, 심리적 측면에서 피로를 유발하는 방법과 이를 평가하는 방법 등이 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 중추 피로의 시작을 더 잘 시뮬레이션하기 위해 수정된 다중 플랫폼 방법과 정신적 요인을 결합하는 것입니다.

우리는 간헐적 수면 부족과 중추 피로 사이의 밀접한 연관성을 발견했을 때 이 아이디어를 처음 생각해 냈습니다. 우리는 중추 피로를 유발하기 위해 여러 시간과 며칠 동안 결핍을 시도했고, 마침내 21일 동안 14시간이 올바른 패턴이라는 것을 발견했다. 이 모델은 중추 피로에 대한 타당성이 우수하며, 향후 연구에서 질병의 기저 메커니즘을 검토하는 데 도움이 될 수 있습니다.

덮개가 없는 불투명한 플라스틱 탱크를 만드는 것으로 시작하십시오. 탱크 바닥에 15 개의 원형 플랫폼을 고정하여 3 개의 행과 5 개의 열로 순서대로 분배합니다. 각 플랫폼 사이에 행 사이에 약 13cm, 열 사이에 약 10cm의 충분한 공간을 남겨 둡니다.

탱크 측면의 물 배출구에 수도꼭지를 설치하십시오. 마지막으로, 수조를 위한 철제 그물 덮개를 만들고 그 위에 음식 상자를 매달아 놓습니다. 마커로 쥐꼬리 뿌리에 번호를 매기는 것으로 시작하십시오.

매우 가볍거나 무거운 쥐를 제외한 쥐의 무게를 측정하고 나머지는 모델 그룹과 대조 그룹으로 무작위로 나눕니다. 쥐를 깨끗한 우리에 부드럽게 넣고 최소 3일 동안 실험실에 적응할 때까지 기다립니다. 충분한 물과 식량을 공급한다.

탱크를 평평한 서비스에 놓는 것으로 시작한 다음 평평한 플랫폼에서 약 1cm 아래에 7cm의 따뜻한 물을 채웁니다. 그런 다음 하루 분량의 사료와 물을 식품 상자에 넣고 덮개에 걸어둡니다. 다음으로, 꼬리를 잡고 케이지에서 쥐 모델 그룹을 꺼내 탱크에 부드럽게 넣으십시오.

물에 대한 두려움을 유발하기 위해 플랫폼 대신 모든 쥐를 물 속으로 발사하십시오. 모든 쥐가 설 수 있는 발판을 얻고, 대조군의 쥐는 충분한 음식과 물이 있는 원래 우리에 머물도록 합니다. 다음으로, 탱크를 덮고 쥐를 모니터링하십시오.

14 시간 후, 수조에서 모델 쥐를 꺼내 건조기로 머리를 말리십시오. 쥐꼬리가 사라지면 주목하십시오. 그런 다음 쥐를 음식과 물과 함께 원래 우리로 되돌립니다.

마지막으로 탱크를 씻어내고 수도꼭지를 열어 하수를 배출합니다. 그런 다음 75% 에탄올 스프레이로 탱크를 살균합니다. 오픈 필드 테스트 결과는 대조군과 비교하여 모델 쥐에서 사육 움직임과 자발적 활동의 평균 속도가 모두 크게 감소했음을 나타냅니다.

상승 플러스 미로 테스트는 21일간의 모델링이 대조군에 비해 열린 팔의 진입과 지속 시간을 모두 크게 감소시킨 반면 가까운 팔의 미로 테스트는 증가했음을 보여줍니다. 철저한 수영 테스트는 모델 그룹의 수영 시간이 대조 그룹보다 훨씬 짧다는 것을 나타냈습니다. 마지막으로, 이러한 결과는 시상하부의 도파민과 세로토닌에 대한 도파민의 비율이 대조군에 비해 모델 그룹에서 유의하게 감소하는 반면, 세로토닌 함량은 크게 증가한다는 것을 나타냅니다.

이 비디오를 시청한 후에는 다중 플랫폼 탱크를 구축하고 중앙 피로 모델에 적용하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이것은 마스터하기 쉬운 비침습적 모델입니다. 이 모델을 시도하는 동안 처음 2주 동안은 매우 공격적이고 부상이 발생할 수 있으므로 나머지를 주시하는 것이 중요합니다.

이 모델은 중심 피로에 대한 통찰력을 제공하는 것을 목표로 하지만, 복합 요인을 결합하거나 탐색 피로 및 우울증과 같은 모델 기간을 조정하여 다른 질병에도 적용할 수 있습니다.

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