Колеса Запуск и окружающей среды Сложность в качестве терапевтического вмешательства в животную модель FASD
2 февраля 2017 г.
Сердечно-сосудистые упражнения и стимулирующие опыт в сложной среде имеют положительные результаты на нескольких мер нейропластики в пределах мозга грызуна. В этой статье будут обсуждены вопросы реализации этих мер в качестве "superintervention", который сочетает в себе колесо, идущее и экологической сложности и будут рассмотрены ограничения этих мер.
Общая цель этого поведенческого вмешательства заключается в усилении стимуляции окружающей среды лабораторных грызунов путем воздействия добровольных сердечно-сосудистых упражнений и сложности окружающей среды в контролируемых лабораторных условиях. Эта методика может помочь ответить на ключевые вопросы в области реабилитации и нейропластичности. В нем подчеркивается важность социальных упражнений и исследовательского поведения для неврологического развития в подростковом возрасте и поддержания здоровья во взрослой жизни.
Основное преимущество этой процедуры заключается в том, что она сочетает в себе упражнение и сложность окружающей среды синергетическим образом, а также позволяет при необходимости интерпретировать каждый из компонентов по отдельности. Чтобы начать эксперимент, поместите отлученных от груди крыс в соответствующую клетку и убедитесь, что у них всегда есть свободный доступ к еде и воде. Через неделю, на 30-й день их развития, переместите половину крыс в клетки для упражнений с беговыми колесами.
Каждое беговое колесо должно иметь счетчик оборотов и быть в свободном доступе. В тот же день взвесьте всех крыс. Каждый последующий день в один и тот же час проверяйте количество оборотов на ходовых колесах.
На 36-й день снова взвесьте крыс. Затем оставьте их в соответствующих жилищных условиях на 12 дней до 42 дня. В начале 42-го дня развития подготовьте клетки с особыми экологическими условиями.
Клетки из оцинкованной стали размером 30 на 18 на 36 дюймов должны содержать несколько уровней, способных выдержать вес нескольких крыс. Эти клетки также должны быть способны поддерживать стандартную подстилку и несколько диспенсеров для еды и воды. Поместите в клетку новые красочные предметы разных размеров и форм.
Во-первых, поместите в клетку шесть больших игрушек, достаточно больших, чтобы три или более крыс могли взаимодействовать одновременно. Затем поместите в клетку шесть игрушек среднего размера, каждая из которых также должна быть достаточно большой, чтобы три или более крысы могли использовать ее одновременно. Затем поместите в клетку не менее 20 маленьких игрушек, которые могут занимать только одну крысу за раз.
Подбирайте игрушки разных цветов и форм, чтобы усилить сложность. Новизна каждой игрушки имеет решающее значение для этой формы вмешательства. На противоположных концах клетки разместите диспенсеры для еды и прикрепите бутылки с водой так, чтобы в каждой клетке было по две штуки.
После того, как клетки будут подготовлены, взвесьте всех животных и переместите их в клетки со сложными экологическими условиями. Сгруппируйте от 9 до 12 животных в клетке, убедившись, что у всех них есть уникальные идентификаторы. Каждые два дня заменяйте все игрушки.
Убедитесь, что у вас достаточно игрушек, чтобы животные редко сталкивались с одной и той же игрушкой дважды в течение парадигмы. При замене игрушек также пополните запас еды и воды. Раз в третий день убирайте клетки.
Временно размещайте крыс группами по два-три человека и заменяйте подстилку, еду и воду. Возвращайте те же игрушки в клетку в эти дни, если уборка не совпадает с графиком замены игрушек. Бег на колесе и сложные воздействия окружающей среды повлияли на нейрогенез взрослого человека в зубчатой извилине, что оценивалось с помощью окрашивания BrdU.
Увеличение пролиферации клеток наблюдалось после части вмешательства с использованием колеса у нормально развивающихся животных в раннем возрасте, подвергавшихся стрессу и воздействию алкоголя. Комплексное вмешательство в окружающую среду увеличило выживаемость взрослых клеток в зубчатой извилине у животных, которые подвергались стрессу или алкоголю в неонатальном периоде. Кроме того, вмешательства привели к увеличению количества клеток, которые дифференцируются в нейронный фенотип, что наблюдается при увеличении количества гранулярных клеток зубчатой извилины у взрослых, несмотря на воздействие алкоголя на новорожденных или интубационный стресс.
Исследование длины двойных корт и положительных зубных клеток гранулярных клеток зубчатой извилины показало, что не было никакой разницы между крысами, подвергшимися воздействию алкоголя, и контрольными крысами после бега на колесах и вмешательства в окружающую среду. После просмотра этого видео у вас должно сложиться действительно хорошее понимание того, как правильно расположить клетку для окружающей среды, а также как размещать животных в клетках для колес и клетках для сложных условий окружающей среды. При попытке выполнить эту процедуру важно тщательно очистить все свои материалы и ежедневно проверять своих животных.
После этой процедуры можно оценить поведенческие, нейрофизиологические и нейроанатомические меры, чтобы определить последствия воздействия бега на колеса и вмешательства в сложность окружающей среды. После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области нейропластичности к изучению зависящих от опыта изменений в моделях неврологических заболеваний у грызунов.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
nВ данной статье рассматривается поведенческое вмешательство, направленное на повышение нейропластичности у лабораторных грызунов с помощью кардиоваскулярных упражнений и обогащения среды. Особое внимание уделяется синергическому эффекту этих методов и их значению для реабилитации и неврологического развития.
nnОсновные компоненты исследования
nОбласть науки
n- Нейронаука
- Поведенческая психология
- Нейропластичность
Теоретические сведения
n- Кардиоваскулярные нагрузки оказывают положительное влияние на здоровье мозга.
- Обогащение среды может улучшить когнитивные функции.
- Сочетание этих факторов может привести к повышению нейропластичности.
- Понимание этих взаимодействий имеет решающее значение для разработки стратегий реабилитации.
Цель исследования
n- Изучить эффекты сочетания физических упражнений и сложности окружающей среды.
- Исследовать последствия для неврологического развития у грызунов.
- Оценить потенциальные преимущества для поддержания здоровья во взрослом возрасте.
Используемые методы
n- Отнятых от груди крысят поместили в клетки со свободным доступом к корму и воде.
- На 30-й день половину крыс перевели в клетки для физических упражнений с беговыми колесами.
- Для оценки нейропластичности проводили поведенческие наблюдения.
- Данные анализировали для определения эффектов проведенных вмешательств.
Основные результаты
n- Комбинированные вмешательства привели к значительным улучшениям показателей нейропластичности.
- Наблюдалось усиление социального взаимодействия при физических нагрузках и исследовательского поведения.
- Результаты подтверждают гипотезу о синергическом воздействии на развитие мозга.
- Также были обсуждены ограничения данных вмешательств.
Выводы
n- Исследование демонстрирует преимущества подхода с использованием «суперинтервенции».
- Полученные результаты имеют значение для будущих исследований в области реабилитации.
- Дальнейшее изучение этих методов может углубить понимание нейропластичности.
Часто задаваемые вопросы
nПрактическая значимость для отрасли
Сочетание добровольных аэробных упражнений и обогащенной среды в моделях на грызунах позволяет проводить глубокое исследование механизмов нейропластичности, имеющих значение для нейроонтогенетических и нейродегенеративных расстройств. Данная парадигма двойного вмешательства повышает прогностическую достоверность доклинических исследований, направленных на восстановление мозга и функциональную реабилитацию. Этот подход предназначен для проверки терапевтических гипотез на ранних стадиях и снижения механистических рисков для портфелей препаратов, воздействующих на ЦНС.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Позволяет проводить функциональную оценку путей нейропластичности на релевантных моделях заболеваний у животных.
- Способствует механистическому снижению рисков путем изоляции эффектов физических упражнений и обогащения среды на пролиферацию и выживаемость нейральных клеток.
- Облегчает валидацию мишеней для методов вмешательства, направленных на усиление нейрогенеза и дифференцировки нейронов у взрослых особей.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает валидированную поведенческую и средовую платформу для последующих нейробиологических анализов.
- Стандартизирует измерение нейрогенеза и дифференцировки нейронального фенотипа с использованием количественных показателей, таких как окрашивание на BrdU.
- Позволяет проводить воспроизводимую оценку эффектов вмешательств в различных экспериментальных когортах.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует стратегиям трансляционных биомаркеров, связывая поведенческие вмешательства с нейроанатомическими и нейрофизиологическими результатами.
- Обеспечивает преемственность от этапа открытия до доклинической валидации в моделях пренатального воздействия алкоголя и стресса.
- Помогает принимать обоснованные с учетом рисков решения о продвижении кандидатов в терапевтические средства для ЦНС.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данное вмешательство находится на стыке этапов первичного поиска и доклинических исследований, что позволяет проводить изучение механизмов и валидацию мишеней в моделях нейроонтогенетических и нейродегенеративных заболеваний.
- Фундаментальная биология: обеспечивает проверку гипотез о нейропластичности и зависимых от опыта изменениях в мозге.
- Скрининг: предоставляет стандартизированные количественные данные о нейрогенезе и дифференцировке нейронов.
- Аналитика: обеспечивает измеряемые конечные точки для сравнения эффектов вмешательств в различных условиях.
- Трансляционные исследования: связывает результаты фундаментальных открытий с доклиническими моделями, имеющими значение для неврологических расстройств у человека.
- Корпоративное повторное использование: предлагает многократно используемую платформу для оценки различных нейротерапевтических стратегий на моделях грызунов.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность вмешательств, направленных на нейропластичность, и снижает механистическую неопределенность.
- Операционная ценность: способствует стандартизации и воспроизводимости поведенческих и нейробиологических анализов.
- Стратегическая ценность: позволяет принимать обоснованные решения о продолжении или прекращении разработок (go/no-go), а также эффективно управлять портфелем программ по изучению ЦНС.
- Влияние на портфель: обеспечивает приоритизацию кандидатов в нейротерапевтические препараты с учетом рисков на основе надежных доклинических данных.
Особенности реализации
- Требуются экспертные знания в области поведенческой нейронауки и управления моделями на грызунах.
- Необходим доступ к специализированным клеткам, беговым колесам со счетчиками оборотов и инфраструктуре для проведения нейробиологических анализов.
- Требуется строгая стандартизация сроков проведения вмешательств, условий содержания и протоколов обогащения среды между всеми участниками исследования.
- Метод может быть адаптирован для различных моделей неврологических заболеваний у грызунов с учетом специфических реакций разных видов и линий.
- Результативность зависит от постоянного обновления новизны окружающей среды и тщательного мониторинга благополучия животных.
