Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Обучение Крысы добровольно Dive водой: Исследования млекопитающих дайвинга ответ

12.7K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/52093

⸱

12 ноября 2014 г.

1Department of Physiology, Midwestern University

В этой статье

Краткое содержание

Подробные инструкции о том, как обучать крыс добровольному погружению под воду через 5-метровый лабиринт из плексигласа. Поскольку мозг крыс был очень хорошо охарактеризован, добровольное ныряние крыс может помочь пролить свет на центральные пути реакции млекопитающих на ныряние.

Аннотация

Подводное погружение вызывает вегетативные изменения, которые наблюдаются практически у всех ныряющих животных. Эта рефлекторно-индуцированная реакция состоит из апноэ, парасимпатически индуцированной брадикардии и симпатически индуцированного изменения сосудистого сопротивления, которое поддерживает приток крови к сердцу, мозгу и тренирующимся мышцам. В то время как многие метаболические и кардиореспираторные аспекты реакции ныряния были изучены у морских животных, исследования центральных интегративных аспектов этого рефлекса ствола мозга были относительно недостаточными. Поскольку физиология и нейроанатомия крысы хорошо изучены, крыса может быть использована для определения центральных путей реакции млекопитающих на ныряние. Подробно описаны инструкции о том, как научить крыс плавать и добровольно нырять под воду через 5-метровый лабиринт из плексигласа. Также приводятся соображения относительно конструкции резервуара и требований к процедурному помещению. Поведенческая тренировка проводится таким образом, чтобы уменьшить стресс, который в противном случае мог бы быть связан с вынужденным погружением под воду, тем самым сводя к минимуму активацию центральных стрессовых путей. Процедуры обучения технически не сложны, но могут занимать много времени. Поскольку поведенческая дрессировка животных может дать только модель, которую можно использовать с другими экспериментальными методами, также приводятся примеры того, как добровольно ныряющие крысы использовались в сочетании с другими физиологическими и нейроанатомическими методами исследования, и как основные процедуры дрессировки могут нуждаться в модификации для адаптации к этим методам. Эти эксперименты показывают, что добровольно ныряющие крысы демонстрируют те же кардиореспираторные изменения, которые обычно наблюдаются у других ныряющих животных. Легкость, с которой крысы могут быть обучены добровольному погружению под воду, и уже имеющиеся данные о крысах, собранные в других нейрофизиологических исследованиях, делают добровольно ныряющих крыс хорошей поведенческой моделью для использования в исследованиях, изучающих центральные аспекты реакции млекопитающих на ныряние.

Введение

Реакция ныряния состоит из набора вегетативных рефлексов, наблюдаемых у животных всех классов позвоночных 1. В ответ на погружение в воду эта рефлекторно индуцированная реакция состоит из апноэ, брадикардии и изменения кровотока, который поддерживает приток к сердцу, мозгу и тренирующимся мышцам, ограничивая приток к внутренним органам и мышцам, не выполняющим упражнения. Многие метаболические и кардиореспираторные аспекты реакции млекопитающих на дайвинг были хорошо изучены 2,3, в том числе у человека 4,5. Тем не менее, до недавнего времени относительно не хватало исследования центральных интегративных аспектов реакции дайвера. Что происходит в стволе мозга и каков нейронный поэтапный путь, который соединяет афферентные входы с эфферентными выходами во время этого вегетативного рефлекса? Чтобы ответить на эти вопросы, потребуется соответствующая модель животного 6. Принцип 7 сравнительной физиологии Крога гласит, что на каждый исследовательский вопрос есть какое-то животное, на котором наиболее удобно изучать проблему. Наиболее подходящим животным для изучения центральных аспектов реакции ныряния является крыса 6,8. В значительной степени это связано с тем, что мозг крыс был очень хорошо охарактеризован, как анатомически, так и функционально, и существует множество атласов мозга крыс. Кроме того, крыса особенно полезна в кардиореспираторных исследованиях, потому что физиология крысы хорошо известна по всем основным системам органов, и крыса хорошо рассматривается как животная модель в системной биологии. Наконец, лабораторная крыса является одомашненной версией дикого Rattus norvegicus, животного, которое регулярно плавает и ныряет под воду 6. Исходя из этих соображений, крыса является хорошим выбором для исследований, изучающих центральные аспекты реакции млекопитающих на дайвинг. Для сравнения, использование морских животных для исследования центральных аспектов реакции млекопитающих на дайвинг было бы гораздо более сложным. В значительной степени это связано с тем, что морские животные имеют сравнительно большой и неравномерный по размеру мозг, а также с относительной сложностью и высокой стоимостью содержания этих животных.

Крысы ранее использовались для исследования многих аспектов реакции млекопитающих на дайвинг, в первую очередь в ситуациях, связанных с вынужденным погружением под воду 9-12. Тем не менее, многие исследования морских и водных животных показали, что может быть дифференцированная реакция на погружение в зависимости от того, было ли погружение вынужденным или добровольным. У ныряющих животных может наблюдаться чрезвычайно интенсивная брадикардия во время вынужденного погружения, но гораздо менее интенсивная брадикардия во время добровольного погружения. «Стресс» от вынужденного погружения может значительно изменить сердечно-сосудистые реакции на дайвинг у многих животных 14. Мелкие грызуны, такие как ондатры, также демонстрируют более интенсивную реакцию погружения во время вынужденного погружения, чем во время добровольного погружения 15,16. Таким образом, если крысы будут использоваться для исследования центральных аспектов реакции млекопитающих на ныряние, следователи должны знать, что крыса, принудительно погруженная под воду, может вызывать реакцию, отличную от реакции крысы, добровольно ныряющей.

Цель этой статьи - предоставить подробные инструкции о том, как научить крыс добровольно нырять под воду. Эти процедуры не являются технически сложными, но могут быть трудоемкими. Тренировки проводятся таким образом, чтобы снизить стресс, который в противном случае мог бы быть связан с вынужденным подводным погружением. Эта добровольная техника погружения должна свести к минимуму активацию центральных путей напряжения и, таким образом, лучше позволить исследовать центральные аспекты реакции при погружении. Само по себе обучение крыс добровольному погружению под воду не дает никаких данных, которые можно было бы использовать для исследования центральных аспектов реакции млекопитающих на дайвинг. Поэтому также приводятся примеры того, как добровольные ныряющие крысы использовались в сочетании с другими физиологическими и нейроанатомическими методами исследования, и как базовая подготовка к дайвингу может нуждаться в модификации для адаптации к этим другим методам.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

ПРИМЕЧАНИЕ: Экспериментальные протоколы, описанные здесь проводится на Среднем Западе университета были утверждены на Среднем Западе университета IACUC.

1. Требования номер

  1. Закрепите процедуру комнату, которая работает горячая и холодная вода, и способ удаления воды из бака, обычно слив в полу.
  2. Используйте таблицу исследование, на котором можно разместить бак для дайвинга. Поскольку номера с люков, как правило, контуры для дренажа, сократить резиновые пробки и поставить их под ножек стола, чтобы убедиться, что столешница, и, следовательно, поверхность воды в баке, является уровень.

2. Дайвинг Танк

  1. Дайвинг Танк Строительство
    1. Построить прямоугольную бак (100 х 60 х 15 см), используя 3/4 в толстых оргстекла для нижней и 1/2 в оргстекла для боковых стенок (рисунок 1). Постоянно прикрепить снаружи оргстекла куски танка, а с помощью цианакрилатного цемент или solvenTS, такие как трихлорметане.
    2. Разделите танк в 5 каналов каждый около 100 см в длину, с помощью съемных 1/2 дюйма толщиной оргстекла нарезать 85 х 15 см кусочки. Постоянно разместить канавок в нижней и края резервуара, в который эти канальные делители можно вставлять в положении.
    3. Приостановить горизонтальные оргстекла куски из канала делителей создать "крышу" для подводного погружения "туннеля.
    4. В одном углу места танка съемный помост, "отделка площадь", для крыс возить из воды и отдохнуть между купания и подводного плавания испытаний. Крысы, как правило, ухаживают за собой и удалить воду из их меха в то время как в зоне финиша. Поместите высокие стороны по краям зоны финиша, чтобы обеспечить крысы остаются на платформе между учебными испытаний.
    5. На противоположном углу резервуара от финишной зоны разместить камеру, которая позволяет только подводный доступ к лабиринту. Это съемный "начатьРи "используется только для дайвинга испытаний.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В начале судебного разбирательства дайвинг крыса опускается в воду, сидя на платформе в начальной камере; следовательно эта платформа называется "лифт".
      ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте модульную конструкцию, где начало область, отделка область, и все каналы делители съемный из бака. Это делается по двум причинам: 1) чтобы облегчить наполнения и опорожнения в бак с водой после удаления всех каналов делителей, и 2) если крыса получает дезориентированы, особенно под водой, кусочки можно быстро разобраны, чтобы спасти крысу от вода.
  2. Заполнение и опорожнения резервуара с водой
    1. Наполнение резервуара водой
      1. В начале каждой тренировки, заполнить бак с пресной 32 ° C водопроводной водой на глубину около 12 см. Размешайте воду в баке, чтобы минимизировать теплые или прохладные карманы.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Как правило, она занимает около 2 ч тренироваться по 12 крыс. В течение этого времениТемпература воды уменьшается примерно 4 ° С. К концу тренировки вода остывает до приблизительно 28 ° С. С 30 ° С вода термонейтральное крысам, используя эту теплую воду, а не водой комнатной температуры, позволит свести к минимуму потери тепла во время повторного обучения.
    2. Опорожнения резервуара с водой
      1. В конце каждой тренировки, слить воду из бака с помощью большой шланг, такие как 4-м длинной части 1 дюйма внутреннего диаметра трубы. Полностью погрузите трубку в баке, обеспечивая воздушных карманов не в трубке. Быстро разместить один конец трубки в канализацию пола. Полученный эффект будет сифона слива воды из бака.
      2. Удерживая конец бака от трубки под поверхностью воды, чтобы поддерживать сифонный, чаевые танк на краю для облегчения полного слива воды.
        ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве альтернативы, и вместо того, перекачивая, установить кран у основания резервуара, и подключенияшланг от бака нажмите на канализацию пола.

3. Крыса Аллерген Соображения

  1. Одноразовые перчатки, когда обработка и подготовка крыс. Перчатки будет ограничить контакт с водой в резервуаре, который всегда будет содержать моче крыс.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Крысы будет мокнуть во время обучения, и комната будет заполнена "мокрого крысы" запахом. Следовательно профилактический режим антигистаминов могут предотвратить или ограничить воздействие аллергии у крыс. Тренеры могут также должны носить одноразовые респираторы или N95 маски, если они будут чувствительны к крысы аллергенов.

4. Swim Обучение

  1. Ежедневные тренировки плавать
    ПРИМЕЧАНИЕ: Личный опыт показывает, что молодые крысы узнать лабиринт быстрее и лучше, и, таким образом, начиная обучение с 35 г вновь отлученных крыс предпочтительнее с помощью взрослых крыс.
    1. Заполните бак водой. Смотрите 2.2.1.
    2. Вставить отделкаплощадь и канальные делители для создания 5 плавательных каналов.
    3. Во время первой тренировки осторожно опустите крыс вручную в воде около 3-5 см от финишной зоны.
      ПРИМЕЧАНИЕ: При их введение в водных крыс появится шатается, как они впервые столкнулись ощущение плавающей. Крысы будут грести о некоординированно, пытаясь найти способ, чтобы выйти из воды, в конечном итоге близлежащий район финишную. Из-за их врожденной способностью плавать, в последующих исследованиях крысы будут плавать в гораздо более скоординированно к финишной зоне.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Поддержка крыс из-под так их ноги на следователей руках. Аккуратно опустите крыс в воду, и пусть они уплывают из рук, а не бросая их в воду.
    4. Между испытаний пусть крысы остаются в зоне финиша не менее 1 мин. Это сделано, чтобы крысы жениху и исследовать, так что они рассматривают зону финиша, как «безопасное» местоидти между испытаниями. Это в отличие от захвата крысу, которая только что завершил судебный процесс и сразу позиционирует его обратно в воду, чтобы начать следующий процесс.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Не используйте внешний награду (то есть, еда) в ходе обучения, с тем, чтобы предотвратить активацию вознаграждения схем в мозге.
    5. После отделки площадью периода ожидания, мягко держать крыс в течение 1 мин до начала следующего судебного разбирательства. Аккуратно высушите крыс с полотенцем в течение этого предварительного удержания после повторного входа в воду вызовет крыс, чтобы получить очень влажный, и их сушки будет предотвратить переохлаждение.
    6. Повторите 4.1.3. через 4.1.5. для завершения 3 до 5 испытаний для каждой крысе обучаться во время ежедневной сессии плавать подготовки.
    7. Удалите все канальные делители и закончить область из бака.
    8. Слива воды из бака. Смотрите 2.2.2.
  2. Еженедельная плавать график обучения
    1. Проведение ежедневно тренинги (см 4.1.) 5 дней в неделю, в идеале, в то же времякаждый день.
    2. Начните первый судебный процесс с расстояния успешно провела переговоры в предыдущий день. Начало второго и третьего испытания с увеличенным расстоянием.
    3. С каждой последующей ежедневной тренировки увеличить расстояние между где крыс помещают в воду и финишной зоны. В течение первых нескольких тренировок увеличить это расстояние на 5-10 см. После крысы появляются более комфортно с плаванием, увеличить расстояния 30-50 см.
    4. Используйте более значительное увеличение в расстояниях плавательных а крысы учатся плавать прямую часть плавания канала. В отличие от этого, учиться плавать в крутые повороты между каналами может занять 2-3 учебных занятий.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Часто во время ожидания в зоне финиша, крысы вновь войти в воду, чтобы плавать, и / или погрузите их головы под водой в то время как до сих пор сидит на финиш площади платформы.
    5. Повторите эту ежедневную протокол подготовки более 3 недель, чтобы обеспечить успешное плавание из целых 5 каналов.Это скучный протокол обучение обеспечивает успешное завершение лабиринт, тем более, что лабиринт включает чередующихся левых и правых крутых поворотов.

5. Погружение Обучение

ПРИМЕЧАНИЕ: После того, как крысы научились успешно вести переговоры плавание через лабиринт они готовы начать обучение погружения.

  1. Начальное обучение погружения (первый день)
    1. Вставьте стартовый камеру. Заполните бак с водой (см 2.2.1.). Уровень Убедитесь воды на 1 см ниже открытия в стартовой зоне.
    2. Вставьте финишную зону и канальные делители для создания 5 плавательных каналов.
    3. Во время первого сеанса водолазного обучить крысы быть снижена на лифте в воду в течение начальной камере. Доступ к лабиринту от нижней части камеры пуска. В течение этого первого сеанса уровень воды достаточно низка, так что крысы могут легко плавать от начальной камеры в лабиринте. Разрешить крыса продолжать плавание через лабиринт котделка область.
    4. Между испытаний пусть крысы остаются в зоне финиша не менее 1 мин.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Не используйте внешний награду (то есть, еда) в ходе обучения, с тем, чтобы предотвратить активацию вознаграждения схем в мозге.
    5. После отделки площадью периода ожидания, мягко держать крыс в течение 1 мин до начала следующего судебного разбирательства. Аккуратно высушите крыс с полотенцем в течение этого предварительного удержания.
    6. Повторите 5.1.3. через 5.1.5. для завершения 3 испытания для каждой крысе обучаться в течение этого начального обучения погружение сессии.
    7. Удалите все канальные делители, начать камеру и закончить область из бака.
    8. Слива воды из бака. Смотрите 2.2.2.
  2. Начальное обучение погружения (второй день)
    1. Вставьте стартовый камеру. Заполните бак с водой (см 2.2.1.). Убедитесь, уровень воды чуть выше открытия в стартовой зоне.
    2. Вставьте финишную зону и канальные делители для создания 5 плавательных каналов.
    3. Во время второго погружениятренировка уровень воды был поднят так, что для выхода из начала камеру крыса имеет окунуть голову под край стартовой камеры, чтобы войти в лабиринт. Считайте, что это, как первое погружение крысы. Дайте крысе затем продолжить плавание через лабиринт к финишной зоне.
    4. Пусть крысы остаются в зоне финиша, по крайней мере 1 мин между испытаниями.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Не используйте внешний награду (то есть, еда) в ходе обучения, с тем, чтобы предотвратить активацию вознаграждения схем в мозге.
    5. После отделки площадью периода ожидания, мягко держать крыс в течение 1 мин до начала следующего судебного разбирательства. Аккуратно высушите крыс с полотенцем в течение этого предварительного удержания.
    6. Повторите 5.2.3. через 5.2.5. для завершения 3 испытания для каждой крысе обучаться в течение этого погружения тренировке.
    7. Удалите все канальные делители, начать камеру и закончить область из бака.
    8. Слива воды из бака. Смотрите 2.2.2.
  3. Начальное обучение погружения (тХерд день)
    1. Вставьте стартовый камеру. Заполните бак с водой (см 2.2.1.), Гарантируя, что уровень воды над отверстием в начальной области.
    2. Вставьте финишную зону и канальные делители для создания 5 плавательных каналов. Размещает горизонтальный кусок оргстекла сразу за пределами зоны старта, чтобы создать 5 см длиной дайвинг туннель.
    3. В течение третьего тренировки погружение крыса имеет окунуть голову под край начальной камере и плавать на 5 см под водой, чтобы достичь открытую воду плавательного канала. Дайте крысе затем продолжить плавание через лабиринт к финишной зоне.
      ПРИМЕЧАНИЕ: После размещения в стартовой зоне, крысы инициировать собственную подводную погружение, и, таким образом, они считаются «добровольные» погружений.
    4. Пусть крысы остаются в зоне финиша, по крайней мере 1 мин между испытаниями.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Не используйте внешний награду (то есть, еда) в ходе обучения, с тем, чтобы предотвратить активацию вознаграждения схем в мозге.
    5. После отделки площадью периода ожидания, мягко держать крыс в течение 1 мин до начала следующего судебного разбирательства. Аккуратно высушите крыс с полотенцем в течение этого предварительного удержания.
    6. Повторите 5.3.3. через 5.3.5. для завершения 3 до 5 испытаний для каждой крысе обучаться в течение этого погружения тренировке.
    7. Удалите все канальные делители, начать камеру и закончить область из бака.
    8. Слива воды из бака. Смотрите 2.2.2.
  4. Еженедельная погружение график обучения
    1. Проводят ежедневный тренинги (см 5,3.) 5 дней в неделю, в идеале, в то же время каждый день.
    2. Начните первый судебный процесс с расстояния успешно провела переговоры в предыдущий день. Начните второй и третий испытания с увеличенным дайвинг расстоянии.
    3. С каждым последующим ежедневным тренировки увеличивают длину погружения туннеля путем добавления дополнительных горизонтальных разделителей для увеличения расстояния крысы должны плавать под водой. В течение первых нескольких тренировок увеличение Тхис расстояния 5-10 см. После крысы появляются более комфортно с дайвингом, увеличить расстояния 30-50 см.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Не перенапрягать расстояние погружения попытки в течение последовательных испытаний. При необходимости поднимать до конца горизонтальной крышки канала, чтобы обеспечить более короткие расстояния погружения. Если в ходе судебного разбирательства погружения крыса не дойдете до конца погружения туннеля и начинает разворачиваться под водой, быстро поднимите конец крышки канала и позволяют крыса на поверхность и продолжить его плавать. Это позволит крысу, чтобы успешно завершить более длинное расстояние погружения. Это положительное подкрепление будет держать крысу двигаться вперед через подводный тоннель с каждой попытке погружения.
    4. Используйте более значительное увеличение в расстояниях для дайвинга в то время как крысы учатся нырять прямую часть плавания канала. В отличие от этого, учится нырять вокруг крутых поворотов между каналами может занять 2-3 учебных занятий.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Часто во время ожидания в зоне финиша, крысы вновь войти гое вода, чтобы плавать, и / или погрузите их головы под водой в то время как до сих пор сидит на финиш площади платформы.
    5. Повторите эту ежедневную протокол подготовки более 3 недель, чтобы обеспечить успешное плавание из целых 5 каналов. Это скучный протокол обучение обеспечивает успешное завершение лабиринт, тем более, что лабиринт включает чередующихся левых и правых крутых поворотов.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Полный 6 неделе график плавать и нырять обучение совпадает с ростом 35 г вновь отлученных крыс достичь веса в 300 г.
    6. После ежедневных тренировки завершены, и крысы были возвращены в родную клетку, обеспечить крысы быстро высушить их мех через уход, или, если это необходимо, поместите грелку под их клетке держать крыс тепло, пока их мех не станет сухой.

6. Экспериментальные Вариации

ПРИМЕЧАНИЕ: Основная экспериментальная установка и животное обучение были описаны выше. Тем не менее, поведенческий тренинг только прovides модель, которая будет использоваться с другими экспериментальными методами, чтобы собрать данные, представляющие интерес. Основные протоколы были изменены, чтобы расследовать конкретные аспекты реагирования дайвинга. Примерами таких модификаций, а также некоторые соображения для сбора данных, использующих эти физиологические и нейроанатомической методы, приведены ниже.

  1. Имплантируемые телеметрические передатчики
    1. После завершения обучения, использовать имеющиеся в продаже телеметрических передатчиков для передачи пульсирующего артериального давления от купания и подводного плавания крыс. Получить местного одобрение IACUC для процедур, касающихся хирургии и послеоперационной восстановление. Выполните процедуры имплантации, предложенные компанией за передатчиком, и обеспечить полное восстановление после операции, прежде чем вернуться крысу в воду.
    2. Убедитесь, что антенна приема сигнала радио находится поблизости, когда крыса находится в воде.
      Примечание: Вода ослабляет радиосигналы, и поэтому расстояние радиосигнал NEред путешествовать по воде становится ограничивающим фактором из размеров резервуара.
    3. Используйте ручной антенный палочку, а не размера антенны крыса-клетки, чтобы следить за крысу, как она прогрессирует через лабиринт. Хранить палочка антенну в пределах 30 см от крыс, чтобы гарантировать, что радиосигнал не теряется в то время как крысы под водой.
  2. Продольный Канюли
    1. Редизайн канальные делители и горизонтальные части, создавая крышу тоннеля дайвинга, так что канюли тропы вдоль позади крысы во время его прохождения по лабиринту.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Модульная конструкция из каналов имеет первостепенное значение и должны также позволяют быстро восстановить крысы из подводного лабиринта. Если канюли коряги и стал выбили из крысы, крысы вскоре может истечь кровью, находясь под водой, если канюля не быстро вернули обратно.
    2. Используйте заднюю артериальной канюли для регистрации артериального давления и частоты сердечных сокращений в добровольно дайвинга крыс. Используйте 90 см кусок РЕ50 какзавершающий канюли.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Это длина канюли достаточно длинными, чтобы подключить крысу к датчику давления, все еще позволяя крыса прогрессировать через лабиринт, пока достаточно коротким, чтобы свести к минимуму канюли мертвое пространство и достаточно близко к датчику давления, чтобы обеспечить достаточное верность артериальная сигнал давления.
    3. Используйте задний венозный (или артериальной) канюли для введения лекарственных средств, таких как парасимпатической и симпатической агонистов и антагонистов, или вводить индикаторов или красителей, которые определяют распределение сердечного выброса.
    4. Вывод образцы крови у крыс с помощью венозной (или артериальной) канюли в то время как крысы под водой, чтобы определить, подводных уровней катехоламинов или биохимический анализ крови.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Минимизировать длину задней канюли и составляют канюли мертвого пространства во время забор крови.
  3. Обнаружение активированных ствола мозга нейронов
    1. С помощью иммунологического обнаружения белка Fos, чтобы идентифицируетFY конкретные участки мозга, которые являются частью ответа дайвинга.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Во время повторного инициирования кардиореспираторной рефлекса, ствола мозга нейронов, которые являются частью этого рефлекса цепи может стать активируется и производить белок, называемый Фо.
    2. Повторно нырять крыс в лабиринте каждые 5 минут в течение 2 часов в общей сложности 24 погружений.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Другие протоколы, которые также вызывают нейронов производство Fos также может быть использован. Чтобы избежать активацию нейронов ствола мозга, участвующих в ответ на стресс, что поведение повторяется, должны быть включены как часть поведенческого обучения.
  4. Уровни в крови кортикостерона во Дайвинг
    1. Используйте кортикостерона в качестве индикатора уровня стресса крыс опыта во время купания и подводного плавания.
    2. Чтобы получить кровь для анализа кортикостерона, привлечь 0,1 мл пробы крови из хвостовой вены крыс через 15 мин после 3 добровольных плавает или ныряет.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Предварительные эксперименты показали, что 15 мин является суfficient время для обеспечения производства и выпуска кортикостерона в обращении и вызвать пик плазменных уровней кортикостерона. Поскольку уровни кортикостерона у циркадный ритм, планировать все в крови привлекает в то же время суток и переписывался с сроках учебных занятий.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Успешное завершение описанных процедур подготовки для плавания и дайвинга могут уменьшить стресс, испытываемый крыс при погружении под воду. Уровни в крови кортикостерона показывают, что повторяющиеся ежедневные тренировки уменьшает stressfulness связанный с добровольной дайвинга, и обученные крысы не найти дайвинг не более напряженный, чем обрабатывается ежедневно человеком (рисунок 2; 17). И наоборот, крысы не обученные в протоколе дайвинг найти добровольное дайвинг стрессовой (рису...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Крысы в их диком виде могут и эксплуатировать полу-водной среды, и будет часто нырять под водой в то время как в поисках пищи 6. Таким образом, это не слишком удивительно, что крысы могут быть очень легко обучаются добровольно нырять под водой. Описанные процедуры подготовки может длиться до 6 недель, которые будут приносить недавно отлученных крыс к размеру тела, используемой в большинстве атласов взрослых головного мозга крыс (~ 300 г). Таким образом, мозг из этих обученных животных будет более легко сопост...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Автор является консультантом для Stoelting компания, и при условии, что общий дизайн и технические характеристики Маккалок Dive танкового лабиринт к ним в коммерческих целях.

Благодарности

Исследование поддерживается финансирование из Университета Управления Среднего Запада исследовательских и программ, финансируемых. Спасибо также Среднего Запада университет животных фондом и Эрик Уоррен.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
McCulloch Diving Tank MazeStoelting Company60139
1 дюйм внутренний диаметр трубы Fisher14-169-63Используется для наполнения или опорожнения бака
Плексиглас Устройство для удержания грызунов (Экономичный ограничитель с плоским дном)BraintreeFB-M/L Для вынужденных погружений
Телеметрические передатчики DSIМодель PA-C40 (270-0040-008)Используется для передачи пульсирующего артериального давления
Ручная антенная палочкаDSIМодель RLA 3000 (272-5007)Используется для обеспечения близости радиоантенны к передатчику, когда крыса преодолевает подводный лабиринт
Intramedic PE50, 0.023" IDFisher14-170-12BИспользуется в качестве маски для задней артериальной канюли
N95 - Moldex #2300N SeriesFisher19-003-246DИспользуется для ограничения вдыхания крысиных аллергенов

Ссылки

  1. Butler, P. J., Jones, D. R. Advances in Comparative Physiology and Biochemistry. Lowenstein, O. 8, Academic Press. 179-364 (1982).
  2. Butler, P. J., Jones, D. R. Physiology of diving birds and mammals). Physiol. Rev. 77, 837-899 (1997).
  3. Butler, P. J. Metabolic regulation in diving birds and mammals. Resp. Physiol. Neurobiol. 141, 297-315 (2004).
  4. Foster, G. E., Sheel, A. W. The human diving response, its function, and its control. Scand. J. Med. Sci. Sports. 15, 3-12 (2005).
  5. Lindholm, P., Lundgren, C. E. G. The physiology and pathophysiology of human breath-hold diving. J. Appl. Physiol. 106, 284-292 (2009).
  6. McCulloch, P. F. Animal models for investigating the central control of the mammalian diving response. Front. Physiol. 3, 1-16 (2012).
  7. Krogh, A. The progress of physiology. Am. J. Physiol. 90, 243-251 (1929).
  8. Panneton, W. M., Gan, Q., Juric, R. The rat: a laboratory model for studies of the diving response. J. Appl. Physiol. 108, 811-820 (2010).
  9. Lin, Y. C. Autonomic nervous control of cardiovascular responses during diving in the rat. Am. J. Physiol. 227, 601-605 (1974).
  10. Lin, Y. C., Baker, D. G. Cardiac output and its distribution during diving in the rat. Am. J. Physiol. 228, 733-737 (1975).
  11. Huang, T. F., Peng, Y. I. Role of the chemoreceptors in diving bradycardia in the rat. Jap. J. Physiol. 26, 395-401 (1976).
  12. Fahlman, A., Bostrom, B. L., Dillon, K. H., Jones, D. R. The genetic component of the forced diving bradycardia response in mammals. Front. Physiol. 2, 1-7 (2011).
  13. Blix, A. S., Folkow, B. Handbook of Physiology. Shepher, J. T., Abboud, F. M. , American Physiological Society. 917-944 (1984).
  14. Kooyman, G. L. Diverse Divers. 200, Springer-Verlag. (1989).
  15. MacArthur, R. A., Karpan, C. M. Heart rates of muskrats diving under simulated field conditions: persistence of the bradycardia response and factors modifying its expression. Can. J. Zool. 67, 1783-1792 (1989).
  16. McCulloch, P. F., Jones, D. R. Cortical influences on diving bradycardia in muskrats (Ondatra zibethicus). Physiol. Zool. 63, 1098-1117 (1990).
  17. McCulloch, P. F., Dinovo, K. M., Connolly, T. M. The cardiovascular and endocrine responses to voluntary and forced diving in trained and untrained rats. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 298, 224-234 (2010).
  18. Panneton, W. M., Gan, Q., Dahms, T. E. Cardiorespiratory and neural consequences of rats brought past their aerobic dive limit. J. Appl. Physiol. 109, 1256-1269 (2010).
  19. Chotiyanonta, J. S., DiNovo, K. M., McCulloch, P. F. Bilateral sectioning of the anterior ethmoidal nerves does not eliminate the diving response in voluntarily diving rats. Physiol. Reports. 1, (2013).
  20. Panneton, W. M., Anch, A. M., Panneton, W. M., Gan, Q. Parasympathetic preganglionic cardiac motoneurons labeled after voluntary diving. Front. Physiol. 5, 1-10 (2014).
  21. McCulloch, P. F., Ollenberger, G. P., Bekar, L. K., West, N. H. Trigeminal and chemoreceptor contributions to bradycardia during voluntary dives in rats. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 273, 814-822 (1997).
  22. Ollenberger, G. P., Matte, G., Wilkinson, A. A., West, N. H. Relative distribution of blood flow in rats during surface and submerged swimming. Comp. Biochem. Physiol. A. 119, 271-277 (1998).
  23. Ollenberger, G. P., West, N. H. Distribution of regional cerebral blood flow in voluntarily diving rats. J. Exp. Biol. 201, 549-558 (1998).
  24. McCulloch, P. F. Activation of the trigeminal medullary dorsal horn during voluntary diving in rats. Brain Res. 1051, 194-198 (2005).
  25. Panneton, W. M., et al. Activation of brainstem neurons by underwater diving in the rat. Front. Physiol. 3, 1-13 (2012).
  26. McCulloch, P. F., Panneton, W. M. Activation of brainstem catecholaminergic neurons during voluntary diving in rats. Brain Res. 984, 42-53 (2003).
  27. McCulloch, P. F. Globosa neurons: a distinct subgroup of noradrenergic neurons in the caudal pons of rats. Brain Res. 964, 164-167 (2003).
  28. Panneton, W. M. The mammalian diving response: an enigmatic reflex to preserve life. Physiology. 28, 284-297 (2013).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Обучение крыспроизвольное погружениеподводной лабиринтмониторинг артериального давленияактивация ствола мозгавегетативная нервная системасердечно-сосудистая реакцияповеденческая модельнейрофизиологические исследования
Обучение Крысы добровольно Dive водой: Исследования млекопитающих дайвинга ответ
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.