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Behavior

स्वेच्छा से कूदो पानी के लिए प्रशिक्षण चूहे: स्तनधारी डाइविंग प्रतिक्रिया की जांच

Published: November 12, 2014 doi: 10.3791/52093
Automatic Translation
1
1Department of Physiology, Midwestern University

Protocol

नोट: वर्णित प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल के साथ साथ मिडवेस्टर्न विश्वविद्यालय में आयोजित मिडवेस्टर्न विश्वविद्यालय IACUC द्वारा अनुमोदित किया गया.

1. कक्ष आवश्यकताएँ

  1. गर्म और ठंडा चल रहा पानी चल रहा है कि एक प्रक्रिया कक्ष, और मंजिल में, टैंक से आम तौर पर एक नाली के पानी को निकालने के लिए एक तरह से सुरक्षित है.
  2. डाइविंग टैंक जगह है जिस पर एक अध्ययन तालिका का उपयोग करें. मंजिल नालियों के साथ कमरे में आम तौर पर जल निकासी के लिए contoured कर रहे हैं, रबड़ stoppers कटौती और टैंक में टेबल टॉप, और इसलिए पानी की सतह, स्तर है कि यह सुनिश्चित करने के लिए टेबल पैर के तहत उन्हें जगह है.

2. डाइविंग टैंक

  1. गोताखोरी टैंक निर्माण
    1. ओर दीवारों (चित्रा 1) के लिए Plexiglas में नीचे और 1/2 के लिए मोटी Plexiglas में 3/4 का उपयोग कर एक आयताकार टैंक (100 X 60 X 15 सेमी) का निर्माण. स्थायी रूप से एक साथ cyanoacrylate सीमेंट या solven का उपयोग टैंक के बाहर Plexiglas टुकड़े देतेऐसे trichloromethane रूप टीएस.
    2. 85 x 15 सेमी टुकड़ों में काट हटाने योग्य 1/2 इंच मोटी Plexiglas का उपयोग करके 5 चैनल लंबाई में प्रत्येक लगभग 100 सेमी, में टैंक फूट डालो. स्थायी रूप से नीचे में grooves और इन चैनल डिवाइडर स्थिति में रखा जा सकता है जो में टैंक के किनारों जगह है.
    3. एक पानी के नीचे गोता "सुरंग के लिए एक" छत "बनाने के लिए चैनल डिवाइडर से क्षैतिज Plexiglas टुकड़े निलंबित.
    4. चूहों के लिए एक हटाने योग्य उठाया मंच, "समाप्त क्षेत्र", पानी से बाहर दौड़ और तैराकी और गोताखोरी परीक्षणों के बीच आराम करने के लिए टैंक जगह के एक कोने में. चूहे आम तौर पर खुद को दूल्हे और जब तक खत्म क्षेत्र में उनकी खाल से पानी निकाल दें. चूहों प्रशिक्षण परीक्षणों के बीच मंच पर बने रहने का बीमा करने के लिए खत्म क्षेत्र के किनारों के आसपास लंबा पक्षों रखें.
    5. खत्म क्षेत्र से टैंक के विपरीत कोने में ही भूलभुलैया के लिए पानी के नीचे उपयोग की अनुमति देता है कि एक कक्ष जगह है. यह हटाने योग्य "एक शुरूइसकी वजह "केवल डाइविंग परीक्षण के लिए प्रयोग किया जाता है.
      नोट: प्रारंभ कक्ष के भीतर एक मंच पर बैठे, जबकि एक चूहा पानी में उतारा है एक डाइविंग परीक्षण की शुरुआत में; इसलिए इस मंच "लिफ्ट" कहा जाता है.
      नोट: प्रारंभ क्षेत्र, खत्म क्षेत्र, और सभी चैनलों डिवाइडर टैंक से हटाने योग्य हैं जहां एक मॉड्यूलर डिजाइन, का उपयोग करें. 1) भरने और सभी चैनल डिवाइडर को हटाने के बाद पानी के साथ टैंक खाली करने की सुविधा के लिए, और एक चूहा disoriented हो जाता है, विशेष रूप से पानी के नीचे, जबकि 2), टुकड़े जल्दी से चूहे को बचाने के लिए disassembled किया जा सकता है: यह दो कारणों के लिए किया जाता है पानी.
  2. भरने और पानी के साथ टैंक खाली
    1. पानी के साथ टैंक भरने
      1. प्रत्येक प्रशिक्षण सत्र की शुरुआत में, के बारे में 12 सेमी की गहराई तक ताजा 32 डिग्री सेल्सियस नल के पानी के साथ टैंक को भरने के. गर्म या ठंडा जेब को कम करने के लिए टैंक में पानी हिलाओ.
        नोट: आमतौर पर यह 12 चूहों को प्रशिक्षित करने के बारे में 2 घंटे लगते हैं. इस समय के दौरानपानी का तापमान लगभग 4 डिग्री सेल्सियस से कम हो जाती है. प्रशिक्षण सत्र के अंत तक पानी लगभग 28 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा. 30 डिग्री सेल्सियस पानी के बजाय कमरे के तापमान पानी की तुलना में, इस गर्म पानी का उपयोग, चूहों को thermoneutral है, दोहराव प्रशिक्षण के दौरान गर्मी के नुकसान को कम कर देंगे.
    2. पानी के साथ टैंक खाली
      1. प्रत्येक प्रशिक्षण सत्र के अंत में, इस तरह के 1 इंच आंतरिक व्यास टयूबिंग की एक 4 मीटर लंबा टुकड़ा के रूप में, एक बड़ी नली का उपयोग टैंक से पानी के निकास. पूरी तरह से कोई हवा जेब ट्यूबिंग में हैं सुनिश्चित करने, टैंक में ट्यूबिंग डूब. जल्दी फर्श नाली में ट्यूबिंग के एक छोर जगह है. परिणामस्वरूप वसूलना प्रभाव टैंक से पानी के निकास जाएगा.
      2. पानी की सतह के नीचे ट्यूबिंग की टंकी अंत रखने वसूलना बनाए रखने के लिए करते हैं, पानी का पूरा जल निकासी की सुविधा के लिए किनारे पर टैंक टिप.
        नोट: वैकल्पिक रूप से, और न वसूलना से, टैंक के आधार के पास एक नल स्थापित करें, और कनेक्टटैंक से एक नली फर्श नाली को टैप करें.

3. चूहा Allergen विचार

  1. से निपटने और चूहों प्रशिक्षण जब भी डिस्पोजेबल दस्ताने पहनें. दस्ताने सदा ही चूहे मूत्र में शामिल होंगे जो टैंक में पानी के साथ संपर्क सीमित कर देगा.
    नोट: चूहों प्रशिक्षण के दौरान गीला हो जाएगा, और कमरे में एक "गीले-चूहा" गंध से भर जाएगा. नतीजतन विरोधी histamines की एक रोगनिरोधी शासन को रोकने या चूहा एलर्जी का प्रभाव सीमित हो सकता है. वे चूहे एलर्जी के प्रति संवेदनशील हो जाना चाहिए ट्रेनर्स भी, डिस्पोजेबल धूल मास्क, या N95 मास्क पहनने की जरूरत हो सकती है.

4. तैरो प्रशिक्षण

  1. दैनिक तैरना प्रशिक्षण
    नोट: व्यक्तिगत अनुभव युवा चूहों बेहतर है और तेजी भूलभुलैया जानने के लिए, और इस तरह वयस्क चूहों का उपयोग करने के लिए बेहतर है 35 जी नव weaned चूहों के साथ प्रशिक्षण शुरू इंगित करता है.
    1. पानी के साथ टैंक को भरने. 2.2.1 देखें.
    2. सम्मिलित खत्मक्षेत्र और चैनल डिवाइडर 5 स्विमिंग चैनल बनाने के लिए.
    3. पहले प्रशिक्षण सत्र के दौरान धीरे खत्म क्षेत्र से 3-5 सेमी के बारे में पानी में हाथ से चूहों को कम.
      नोट: वे पहले फ्लोटिंग की अनुभूति मुठभेड़ के रूप में पानी चूहों को उनके परिचय अस्थिर दिखाई देगा पर. अंततः पास के खत्म क्षेत्र तक पहुँचने, पानी से बाहर निकलने के लिए एक रास्ता खोजने की कोशिश करते हुए चूहों एक बेबुनियाद फैशन के बारे में चप्पू जाएगा. कारण तैरना उनके जन्मजात क्षमता के लिए, बाद में परीक्षण में चूहों को खत्म कर क्षेत्र की ओर एक और अधिक समन्वित फैशन में तैर जाएगा.
      नोट: अपने पैरों जांचकर्ताओं हाथ पर हैं तो नीचे से चूहों का समर्थन करें. धीरे पानी में चूहों को कम, और उन्हें बल्कि उन्हें पानी में छोड़ने से, हाथ से दूर तैरने करते हैं.
    4. परीक्षणों के बीच चूहों में कम से कम 1 मिनट के लिए खत्म क्षेत्र में रहते हैं. यह अगर वे एक "सुरक्षित" जगह के रूप में खत्म क्षेत्र में संबंध है, ताकि चूहों दूल्हे और पता लगाने के लिए अनुमति देने के लिए हैपरीक्षणों के बीच जाने के लिए. यह अगली सुनवाई शुरू करने के लिए वापस पानी में स्थिति यह तुरंत बस एक परीक्षण पूरा कर लिया है कि एक चूहा हथियाने और के विपरीत है.
      नोट: मस्तिष्क में इनाम सर्किट की सक्रियता को रोकने के लिए, ताकि प्रशिक्षण के दौरान बाहरी इनाम (यानी, भोजन) का प्रयोग न करें.
    5. खत्म क्षेत्र प्रतीक्षा अवधि के बाद, धीरे अगली सुनवाई शुरू करने से पहले 1 मिनट के लिए चूहों को पकड़. धीरे बहुत गीला पाने के लिए चूहों का कारण होगा पानी में दोहराव प्रविष्टि के बाद इस पूर्व परीक्षण पकड़ दौरान एक तौलिया के साथ चूहों सूखी, और उन्हें सुखाने हाइपोथर्मिया रोकने जाएगा.
    6. 4.1.3 दोहराएँ. 4.1.5 के माध्यम से. प्रत्येक चूहे एक दैनिक तैरना प्रशिक्षण सत्र के दौरान प्रशिक्षित किए जाने के लिए 3 से 5 परीक्षणों को पूरा करने के लिए.
    7. सभी चैनल डिवाइडर निकालें और टैंक से क्षेत्र खत्म.
    8. टंकी से पानी खाली. 2.2.2 देखें.
  2. साप्ताहिक तैरना प्रशिक्षण कार्यक्रम
    1. आचार दैनिक प्रशिक्षण सत्र (4.1 देखें.) प्रति सप्ताह 5 दिन, आदर्श एक ही समय मेंप्रत्येक दिन.
    2. सफलतापूर्वक पिछले दिन पर बातचीत की दूरी से पहले परीक्षण शुरू. एक वृद्धि की दूरी से दूसरे और तीसरे ट्रायल शुरू करो.
    3. प्रत्येक बाद दैनिक प्रशिक्षण सत्र के साथ चूहों पानी और खत्म क्षेत्र में रखा जाता है जहां के बीच दूरी बढ़ाने के. पहले कुछ प्रशिक्षण सत्र के लिए 5-10 सेमी से इस दूरी में वृद्धि. चूहों तैराकी के साथ अधिक सहज प्रकट करने के बाद, 30-50 सेमी से दूरी बढ़ा सकते हैं.
    4. चूहों तैरने चैनल के सीधे भाग तैरना सीख रहे हैं, जबकि तैराकी दूरी में बड़ा वृद्धि का उपयोग करें. इसके विपरीत, बाल के लिये कांटा तैरना सीखने 2-3 प्रशिक्षण सत्र ले सकता चैनलों के बीच बदल जाता है.
      नोट: अक्सर, खत्म क्षेत्र में इंतज़ार कर रही है, जबकि चूहों तैरने के लिए पानी फिर से प्रवेश करेंगे, और / या अभी भी खत्म क्षेत्र मंच पर बैठे, जबकि उनके सिर पानी के नीचे डूब.
    5. पूरे 5 चैनलों के सफल तैराकी सुनिश्चित करने के लिए 3 सप्ताह इस दैनिक प्रशिक्षण प्रोटोकॉल दोहराएँ.इस दुहराव प्रशिक्षण प्रोटोकॉल भूलभुलैया बाएँ और दाएँ बाल के लिये कांटा बदल जाता है बारी शामिल है, खासकर के बाद भूलभुलैया के सफल समापन सुनिश्चित करता है.

5. कूदो प्रशिक्षण

नोट: चूहों सफलतापूर्वक भूलभुलैया के माध्यम से तैराकी के लिए बातचीत करने के लिए सीखा है के बाद वे गोता प्रशिक्षण शुरू करने के लिए तैयार हैं.

  1. प्रारंभिक गोता प्रशिक्षण (पहला दिन)
    1. शुरुआत के चैम्बर डालें. पानी के साथ टैंक को भरने (2.2.1 देखें.). सुनिश्चित करें कि पानी स्तर पर शुरू क्षेत्र के लिए खोलने के नीचे 1 सेमी है.
    2. खत्म क्षेत्र डालें और चैनल डिवाइडर 5 स्विमिंग चैनल बनाने के लिए.
    3. पहले डाइविंग सत्र के दौरान चूहों शुरुआत के कक्ष के भीतर पानी में लिफ्ट पर उतारा जा ट्रेन. भूलभुलैया तक पहुंच शुरुआत के कक्ष के नीचे से है. चूहे आसानी से उलझन में शुरुआत के कक्ष से तैर कर सकते हैं तो यह पहले सत्र के दौरान जल स्तर काफी कम है. चूहे को भूलभुलैया के माध्यम से तैराकी जारी रखने की अनुमतिखत्म क्षेत्र.
    4. परीक्षणों के बीच चूहों में कम से कम 1 मिनट के लिए खत्म क्षेत्र में रहते हैं.
      नोट: मस्तिष्क में इनाम सर्किट की सक्रियता को रोकने के लिए, ताकि प्रशिक्षण के दौरान बाहरी इनाम (यानी, भोजन) का प्रयोग न करें.
    5. खत्म क्षेत्र प्रतीक्षा अवधि के बाद, धीरे अगली सुनवाई शुरू करने से पहले 1 मिनट के लिए चूहों को पकड़. धीरे इस पूर्व परीक्षण पकड़ दौरान एक तौलिया के साथ चूहों सूखी.
    6. 5.1.3 दोहराएँ. 5.1.5 के माध्यम से. प्रत्येक चूहा इस प्रारंभिक गोता प्रशिक्षण सत्र के दौरान प्रशिक्षित किए जाने के लिए 3 परीक्षण पूरा करने के लिए.
    7. , सभी चैनल डिवाइडर निकालें कक्ष शुरू करने और टंकी से क्षेत्र खत्म.
    8. टंकी से पानी खाली. 2.2.2 देखें.
  2. प्रारंभिक गोता प्रशिक्षण (दूसरा दिन)
    1. शुरुआत के चैम्बर डालें. पानी के साथ टैंक को भरने (2.2.1 देखें.). पानी का स्तर थोड़ा शुरुआत के क्षेत्र के लिए खोलने से ऊपर है सुनिश्चित करें.
    2. खत्म क्षेत्र डालें और चैनल डिवाइडर 5 स्विमिंग चैनल बनाने के लिए.
    3. दूसरा गोता के दौरानकि चूहे भूलभुलैया में प्रवेश करने की शुरुआत के चैम्बर के किनारे के तहत अपने सिर डुबकी है शुरुआत के कक्ष से बाहर निकलने के लिए इतना प्रशिक्षण सत्र जल स्तर उठाया गया है. चूहे की पहली डुबकी के रूप में इस पर विचार करें. चूहा फिर समाप्त क्षेत्र के लिए भूलभुलैया के माध्यम से तैराकी जारी रखने की अनुमति दें.
    4. चूहों परीक्षणों के बीच कम से कम 1 मिनट के लिए खत्म क्षेत्र में रहते हैं.
      नोट: मस्तिष्क में इनाम सर्किट की सक्रियता को रोकने के लिए, ताकि प्रशिक्षण के दौरान बाहरी इनाम (यानी, भोजन) का प्रयोग न करें.
    5. खत्म क्षेत्र प्रतीक्षा अवधि के बाद, धीरे अगली सुनवाई शुरू करने से पहले 1 मिनट के लिए चूहों को पकड़. धीरे इस पूर्व परीक्षण पकड़ दौरान एक तौलिया के साथ चूहों सूखी.
    6. 5.2.3 दोहराएँ. 5.2.5 के माध्यम से. प्रत्येक चूहा इस गोता प्रशिक्षण सत्र के दौरान प्रशिक्षित किए जाने के लिए 3 परीक्षण पूरा करने के लिए.
    7. , सभी चैनल डिवाइडर निकालें कक्ष शुरू करने और टंकी से क्षेत्र खत्म.
    8. टंकी से पानी खाली. 2.2.2 देखें.
  3. प्रारंभिक गोता प्रशिक्षण (टीHird दिन)
    1. शुरुआत के चैम्बर डालें. जल स्तर शुरुआत के क्षेत्र के लिए खोलने के ऊपर है कि सुनिश्चित करने, पानी (2.2.1 देखें.) के साथ टैंक को भरने.
    2. खत्म क्षेत्र डालें और चैनल डिवाइडर 5 स्विमिंग चैनल बनाने के लिए. तुरंत एक 5 सेमी लंबे डाइविंग सुरंग बनाने के लिए शुरुआत के क्षेत्र के बाहर Plexiglas से एक क्षैतिज टुकड़ा रखें.
    3. तीसरे गोता प्रशिक्षण सत्र के दौरान चूहे शुरुआत के चैम्बर की बढ़त के तहत अपने सिर डुबकी और तैरने चैनल के खुले पानी तक पहुंचने के लिए पानी के नीचे 5 सेमी तैरना है. चूहा फिर समाप्त क्षेत्र के लिए भूलभुलैया के माध्यम से तैराकी जारी रखने की अनुमति दें.
      नोट: प्रारंभ में रखे जाने के बाद, चूहों को अपने स्वयं के पानी के नीचे डूब आरंभ, और इस प्रकार इन "स्वैच्छिक" dives माना जाता है.
    4. चूहों परीक्षणों के बीच कम से कम 1 मिनट के लिए खत्म क्षेत्र में रहते हैं.
      नोट: मस्तिष्क में इनाम सर्किट की सक्रियता को रोकने के लिए, ताकि प्रशिक्षण के दौरान बाहरी इनाम (यानी, भोजन) का प्रयोग न करें.
    5. खत्म क्षेत्र प्रतीक्षा अवधि के बाद, धीरे अगली सुनवाई शुरू करने से पहले 1 मिनट के लिए चूहों को पकड़. धीरे इस पूर्व परीक्षण पकड़ दौरान एक तौलिया के साथ चूहों सूखी.
    6. 5.3.3 दोहराएँ. 5.3.5 के माध्यम से. प्रत्येक चूहा इस गोता प्रशिक्षण सत्र के दौरान प्रशिक्षित किए जाने के लिए 3 से 5 परीक्षणों को पूरा करने के लिए.
    7. , सभी चैनल डिवाइडर निकालें कक्ष शुरू करने और टंकी से क्षेत्र खत्म.
    8. टंकी से पानी खाली. 2.2.2 देखें.
  4. साप्ताहिक गोता प्रशिक्षण कार्यक्रम
    1. आचार दैनिक प्रशिक्षण सत्र (5.3 देखें.) 5 दिन प्रति सप्ताह, आदर्श एक ही समय में प्रत्येक दिन.
    2. सफलतापूर्वक पिछले दिन पर बातचीत की दूरी से पहले परीक्षण शुरू. एक बढ़ा डाइविंग दूरी के साथ दूसरे और तीसरे ट्रायल शुरू करो.
    3. प्रत्येक बाद दैनिक प्रशिक्षण सत्र के साथ चूहों पानी के नीचे तैरना है दूरी का विस्तार करने के लिए अतिरिक्त क्षैतिज डिवाइडर जोड़कर गोता सुरंग की लंबाई में वृद्धि. पहले कुछ प्रशिक्षण सत्र वृद्धि थी के लिए5-10 सेमी द्वारा की दूरी. चूहों डाइविंग के साथ अधिक सहज प्रकट करने के बाद, 30-50 सेमी से दूरी बढ़ा सकते हैं.
      नोट: लगातार ट्रायल के दौरान प्रयास किया गोता दूरी overextend न करें. यदि आवश्यक हो, कम गोता दूरी प्रदान करने के लिए क्षैतिज चैनल कवर के अंत उठा. एक गोता सुनवाई के दौरान एक चूहे गोता सुरंग के अंत तक पहुँचते हैं और जल्दी से, चारों ओर पानी के नीचे बारी चैनल कवर के अंत उठा और चूहे की सतह और उसके तैरने जारी रखने के लिए अनुमति देने के लिए शुरू होता है नहीं करता है. यह सफलतापूर्वक एक लंबा गोता दूरी को पूरा करने के लिए चूहा सक्षम हो जाएगा. यह सकारात्मक सुदृढीकरण प्रत्येक गोता परीक्षण के साथ पानी के नीचे सुरंग के माध्यम से आगे बढ़ रहा चूहा रखेंगे.
    4. चूहों तैरने चैनल के सीधे भाग गोता करने के लिए सीख रहे हैं, जबकि डाइविंग दूरी में बड़ा वृद्धि का उपयोग करें. इसके विपरीत, बाल के लिये कांटा चारों ओर गोता करने के लिए सीखने 2-3 प्रशिक्षण सत्र ले सकता चैनलों के बीच बदल जाता है.
      नोट: खत्म क्षेत्र में इंतज़ार करते हुए अक्सर, चूहों वें पुन: दर्ज होगाअभी भी खत्म क्षेत्र मंच पर बैठे, जबकि ई पानी तैरना, और / या उनके सिर पानी के नीचे डूब.
    5. पूरे 5 चैनलों के सफल डाइविंग सुनिश्चित करने के लिए 3 सप्ताह इस दैनिक प्रशिक्षण प्रोटोकॉल दोहराएँ. इस दुहराव प्रशिक्षण प्रोटोकॉल भूलभुलैया बाएँ और दाएँ बाल के लिये कांटा बदल जाता है बारी शामिल है, खासकर के बाद भूलभुलैया के सफल समापन सुनिश्चित करता है.
      नोट: पूर्ण 6 सप्ताह तैरना और गोता प्रशिक्षण कार्यक्रम 300 ग्राम के एक शरीर के वजन तक पहुँचने के लिए 35 जी नव weaned चूहों की वृद्धि के साथ मेल खाता है.
    6. दैनिक प्रशिक्षण सत्र पूरा कर रहे हैं, और चूहों उनके घर पिंजरे में लौट गया है, के बाद चूहों जल्दी संवारने के माध्यम से अपने फर सूखी सुनिश्चित करें, या यदि आवश्यक हो तो, उनके फर सूखा है जब तक गर्म चूहों रखने के लिए उनके पिंजरे के तहत एक हीटिंग पैड जगह है.

6. प्रायोगिक बदलाव

नोट: बुनियादी प्रयोगात्मक सेट अप और पशु प्रशिक्षण ऊपर वर्णित किया गया है. हालांकि, व्यवहार प्रशिक्षण केवल जनसंपर्कब्याज का डेटा एकत्र करने के लिए अन्य प्रयोगात्मक तकनीक के साथ प्रयोग किया जा करने के लिए एक मॉडल ovides. बेसिक प्रोटोकॉल डाइविंग प्रतिक्रिया के विशिष्ट पहलुओं की जांच के लिए संशोधित कर रहे हैं. इन संशोधनों के उदाहरण हैं, और इन शारीरिक और neuroanatomical तकनीक का उपयोग कर डेटा के संग्रह के लिए कुछ बातों को, नीचे दिए गए हैं.

  1. Implantable टैलिमीटर ट्रांसमीटर
    1. प्रशिक्षण पूरा होने के बाद, तैराकी और गोताखोरी चूहों से काँपने के गुणवाला धमनी रक्तचाप संचारित करने के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध टैलिमीटर ट्रांसमीटर का उपयोग करें. सर्जरी और शल्य चिकित्सा के बाद वसूली के विषय में प्रक्रियाओं के लिए स्थानीय IACUC अनुमोदन प्राप्त करते हैं. अपने ट्रांसमीटर के लिए कंपनी ने सुझाव दिया आरोपण प्रक्रियाओं का पालन करें, और पानी में चूहे लौटने से पहले सर्जरी से पूरी तरह ठीक किया जाता है.
    2. चूहे पानी में है जब रेडियो सिग्नल प्राप्त एंटीना के पास है सुनिश्चित करें.
      नोट: जल रेडियो संकेतों attenuates, और इतनी दूरी रेडियो संकेत NEपानी की टंकी आयामों के एक सीमित कारक बन जाता है के माध्यम से एड्स की यात्रा करने के लिए.
    3. यह उलझन के माध्यम से प्रगति के रूप में चूहा पालन करने के लिए, बल्कि एक चूहा पिंजरे आकार एंटीना से, एक हाथ से आयोजित एंटीना की छड़ी का उपयोग करें. चूहा पानी के नीचे है जबकि रेडियो संकेत नहीं खोया है कि यह सुनिश्चित करने के लिए चूहे की 30 सेमी के भीतर छड़ी एंटीना रखें.
  2. पीछे चल Cannulae
    1. डाइविंग सुरंग की छत बनाने चैनल डिवाइडर और क्षैतिज टुकड़े को नया स्वरूप उलझन के माध्यम से अपनी प्रगति के दौरान चूहे के पीछे के साथ प्रवेशनी ट्रेल्स सकें.
      नोट: चैनलों की मॉड्यूलर डिजाइन अत्यंत महत्वपूर्ण है और भी जल्दी पानी के भीतर भूलभुलैया से चूहे के उबरने की अनुमति मिलनी चाहिए. एक प्रवेशनी snags और चूहे से उखाड़ फेंकना हो गया तो पानी के नीचे प्रवेशनी जल्दी reattached नहीं है अगर है, जबकि चूहे जल्द ही बाहर खून कर सकता है.
    2. स्वेच्छा से डाइविंग चूहों में धमनियों रक्तचाप और हृदय गति को दर्ज करने के अनुगामी धमनी cannulae का प्रयोग करें. PE50 की एक 90 सेमी टुकड़े के रूप में प्रयोग करेंएक अनुगामी प्रवेशनी.
      नोट: इस प्रवेशनी लंबाई अभी भी चूहे भूलभुलैया के माध्यम से प्रगति करने की इजाजत दी, जबकि दबाव transducer को चूहे कनेक्ट करने के लिए काफी लंबे समय है, अभी तक प्रवेशनी मृत अंतरिक्ष को कम करने के लिए काफी कम है और पर्याप्त निष्ठा अनुमति देने के लिए दबाव transducer के लिए काफी करीब है धमनी दबाव संकेत.
    3. ऐसे परानुकंपी और सहानुभूति एगोनिस्ट और विरोधी के रूप में दवा एजेंटों इंजेक्षन अनुगामी शिरापरक (या धमनी) cannulae का प्रयोग करें, या कार्डियक आउटपुट का वितरण निर्धारित कि ट्रेसर या रंजक इंजेक्षन.
    4. चूहों पानी के नीचे catecholamine स्तर या रक्त रसायन निर्धारित करने के लिए पानी के नीचे हैं, जबकि शिरापरक (या धमनी) cannulae का उपयोग चूहों से रक्त के नमूने वापस ले लें.
      नोट: अनुगामी प्रवेशनी की लंबाई को कम करने और रक्त ड्रॉ के दौरान प्रवेशनी मृत अंतरिक्ष के लिए खाते.
  3. सक्रिय brainstem न्यूरॉन्स की जांच
    1. पहचान के लिए Fos प्रोटीन की प्रतिरक्षाविज्ञानी पता लगाने का उपयोगडाइविंग प्रतिक्रिया का हिस्सा हैं कि brainstem की FY विशिष्ट क्षेत्रों में.
      नोट: एक कार्डियोरैसपाइरेटरी पलटा का दोहराव दीक्षा, सक्रिय हो जाते हैं और Fos नामक प्रोटीन का उत्पादन कर सकते हैं कि पलटा सर्किट का हिस्सा हैं कि brainstem न्यूरॉन्स के दौरान.
    2. Repetitively 24 dives के कुल के लिए 2 घंटे के लिए भूलभुलैया के माध्यम से हर 5 मिनट चूहों गोता.
      नोट: इसके अलावा न्यूरोनल Fos उत्पादन को प्रेरित कि अन्य प्रोटोकॉल का भी इस्तेमाल किया जा सकता है. तनाव के जवाब में शामिल brainstem न्यूरॉन्स की सक्रियता से बचने के लिए दोहराया है कि व्यवहार व्यवहार प्रशिक्षण के हिस्से के रूप में शामिल किया जाना चाहिए.
  4. गोताखोरी के दौरान रक्त corticosterone स्तर
    1. तैराकी और गोताखोरी के दौरान तनाव चूहों अनुभव के स्तर के एक संकेतक के रूप corticosterone का प्रयोग करें.
    2. , Corticosterone विश्लेषण के लिए रक्त प्राप्त 15 मिनट 3 स्वैच्छिक तैरती या dives के बाद चूहों की पूंछ नस से 0.1 मिलीलीटर रक्त के नमूने आकर्षित करने के लिए.
      नोट: प्रारंभिक प्रयोगों 15 मिनट सु है कि संकेतfficient समय संचलन में उत्पादन और corticosterone की रिहाई के लिए अनुमति देते हैं और प्लाज्मा corticosterone स्तर में एक शिखर पैदा करने के लिए. Corticosterone स्तरों एक circadian ताल है, सभी रक्त दिन के एक ही समय में आ रही है अनुसूची और प्रशिक्षण सत्र के समय के साथ corresponded.

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Representative Results

वर्णित तैराकी और गोताखोरी प्रशिक्षण प्रक्रियाओं के सफल समापन पानी के नीचे जब डाइविंग चूहों द्वारा अनुभवी तनाव कम कर सकते हैं. रक्त corticosterone स्तरों दोहराए दैनिक प्रशिक्षण स्वैच्छिक डाइविंग के साथ जुड़े stressfulness कम हो जाती है कि संकेत मिलता है, और प्रशिक्षित चूहों एक मानव (चित्रा 2, 17) से दैनिक संभाला जा रहा से डाइविंग कोई और अधिक तनावपूर्ण हैं. इसके विपरीत, डाइविंग प्रोटोकॉल में प्रशिक्षित नहीं चूहों स्वैच्छिक डाइविंग तनावपूर्ण (चित्रा 2, 17) हैं. साथ ही, दोनों प्रशिक्षित और अप्रशिक्षित चूहों सबसे तनावपूर्ण (17 चित्रा 2) होने के लिए डाइविंग मजबूर पाते हैं.

और अनुगामी cannulae (चित्रा 4; 21-23), तैराकी, स्वैच्छिक डाइविंग और मजबूर डाइविंग चूहों से हृदय की प्रतिक्रियाएं प्रत्यारोपित टेलीमेटरी उपकरणों (8,17-20 चित्रा 3) का उपयोग कर दर्ज किया गया है. इसके तत्काल बाद स्वैच्छिक परडुबकी, और एक भी हरा भीतर, दिल की दर कम हो जाती है 78% से 25% 17 से धमनी रक्तचाप कम हो जाती है मतलब है. इन परिणामों स्वेच्छा डाइविंग चूहों आम तौर पर अन्य डाइविंग पशुओं में देखा ही कार्डियोरैसपाइरेटरी परिवर्तन है कि प्रदर्शन दिखा. , और स्वैच्छिक डाइविंग के दौरान मस्तिष्क में रक्त प्रवाह 23 सहित कार्डियक आउटपुट 22, का वितरण निर्धारित करने के लिए, अनुगामी धमनी cannulae स्वैच्छिक डाइविंग (21 चित्रा 4) के साथ जुड़े मंदनाड़ी जो समाप्त मुस्कारिनिक प्रतिपक्षी atropine, इंजेक्षन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है. पीछे चल cannulae भी वे 18 डूबे हुए हैं जबकि चूहों धमनी hypoxemia और hypercapnia बढ़ती उपेक्षा दिखाने के लिए इस्तेमाल किया गया है, और है कि पहले से मौजूद chemoreceptor ड्राइव स्वैच्छिक डाइविंग 21 को हृदय प्रतिक्रियाओं पर कोई असर नहीं है.

Laminae मैं और उदर दिमाग़ी पृष्ठीय सींग का द्वितीय (MDH) व्यक्त Fos durin भीतर न्यूरॉन्सजी स्वैच्छिक डाइविंग, और इन न्यूरॉन्स डाइविंग प्रतिक्रिया (; 24 चित्रा 5) की प्रारंभिक brainstem अभिवाही रिले का गठन हो सकता है. ऐसे दुम pressor क्षेत्र (सीपीए) के रूप में महत्वपूर्ण brainstem कार्डियोरैसपाइरेटरी नियंत्रण क्षेत्रों, नाभिक tractus solitaries (एनटीएस), व्याख्यान चबूतरे वाला ventrolateral मज्जा (RVLM), और peribrachial क्षेत्रों, सभी शो तैराकी 25 के साथ तुलना में स्वैच्छिक डाइविंग के दौरान Fos लेबलिंग में वृद्धि हुई. लंबी अवधि में dives 18 मजबूर बाद brainstem की chemosensitive क्षेत्रों में न्यूरॉन्स Fos व्यक्त करते हैं.

चित्रा 1
चित्रा 1:. डाइविंग टैंक के योजनाबद्ध एक Plexiglas टैंक (100 X 60 X 15 सेमी) पाँच 1 मीटर लंबे चैनल से मिलकर एक सरल भूलभुलैया बनाने के लिए इस्तेमाल किया गया था. टैंक 30 डिग्री सेल्सियस नल के पानी से भर गया था, और चूहों शुरू में negotiat करने के लिए प्रशिक्षित किया गयाखत्म क्षेत्र के लिए (ऊपर बाएं) प्रारंभ एरिया से पानी की सतह पर तैर द्वारा ई भूलभुलैया (नीचे सही). चूहों तो भूलभुलैया के माध्यम से गोता लगाने के लिए प्रशिक्षित किया गया, पानी की सतह के नीचे 2-3 सेमी रखा क्षैतिज Plexiglas टुकड़े करके पानी के नीचे रखा. [यह आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है]

चित्रा 2
चित्रा 2: corticosterone माप. रक्त चूहों 10 मिनट /, चूहों तैरना और गोता (प्रशिक्षित) के लिए प्रशिक्षित दिन (संभाला), और चूहों के लिए संभाला, उनके पिंजरों (भोले) में छोड़ दिया चूहों से corticosterone सांद्रता (± एसई मतलब है) को मापने के लिए इस्तेमाल किया गया चूहे की पूंछ नसों से ड्रॉ कि कोई तैरने या डुबकी प्रशिक्षण (अप्रशिक्षित) प्राप्त किया. प्रशिक्षित चूहों उनके तैरने प्रशिक्षण (वाम सलाखों के सेट) पूरा किया था के बाद corticosterone मापा गया था, के बाद प्रशिक्षित चूहों उनके स्वैच्छिक div पूरा किया थाई प्रशिक्षण (सलाखों के केंद्र सेट), और प्रशिक्षित चूहों के बाद (सही सलाखों के सेट) उनके लिए मजबूर गोता प्रशिक्षण पूरा किया था. 1 मूल्य भोले की तुलना में काफी अधिक है इंगित करता है; 2 मूल्य संभाला तुलना में काफी अधिक है इंगित करता है; 3 मूल्य प्रशिक्षित की तुलना में काफी अधिक है इंगित करता है; * मजबूर गोता के दौरान प्रशिक्षित चूहों मूल्य में स्वैच्छिक गोता दौरान की तुलना में काफी अधिक है कि इंगित करता है. [यह आंकड़ा 17 से संशोधित किया गया है]

चित्रा 3
चित्रा 3: टैलिमीटर ट्रांसमीटरों से धमनियों से रक्त दबाव निशान भूलभुलैया के माध्यम से तैरना प्रशिक्षित चूहों और गोता से (बाएं स्तंभ), स्वैच्छिक डाइविंग (मध्य स्तंभ), और मजबूर डाइविंग (सही कॉलम) तैराकी के दौरान गुणवाला धमनी रक्तचाप दिखा कच्चे डेटा निशान. ट्राई नहीं था कि चूहों से नीचे (पंक्ति) औरनिंग प्रक्रिया (शीर्ष पंक्ति). पानी की सतह पर तैर ऐसी कोई हृदय परिवर्तन के कारण होता है, जबकि पानी के अंदर गोताखोरी (स्वैच्छिक और मजबूर डूब दोनों), एक तत्काल मंदनाड़ी और धमनी दबाव में धीमी शुरुआत वृद्धि का उत्पादन किया. निशान के नीचे बार्स डूब के समय संकेत मिलता है. टैलिमीटर संकेत खो गया था जब पता लगाने में टूट अवधि का संकेत मिलता है. [यह आंकड़ा 17 से संशोधित किया गया है]

चित्रा 4
चित्रा 4: Atropine डाइविंग मंदनाड़ी समाप्त. Atropine पूर्व उपचार के बाद गुणवाला रक्त धमनियों से पहले स्वेच्छा से डाइविंग चूहों (ए) के दबाव और (बी) के मूल रिकॉर्डिंग. निशान एक अनुगामी धमनी प्रवेशनी का उपयोग कर प्राप्त किया गया. Atropine पूर्व उपचार से पहले, धमनी दबाव डुबकी पर थोड़ा कम है, लेकिन टीमुर्गी गोता के शेष के लिए पूर्व गोता से अधिक की वृद्धि हुई. हार्ट दर आसन्न पल्स दबाव अंतराल से निर्धारित किया गया था. डुबकी पर डुबकी की अवधि के लिए निरंतर था कि एक तत्काल और पर्याप्त मंदनाड़ी था. Atropine पूर्व उपचार से परानुकंपी नाकाबंदी के बाद मंदनाड़ी हटा दिया गया. गोता दौरान धमनी दबाव में वृद्धि भी हुई थी. ट्रेस के तहत बार डूब की अवधि को इंगित करता है. [McCulloch, अप्रकाशित]

चित्रा 5
चित्रा 5: MDH भीतर Fos लेबलिंग. त्रिपृष्ठी दिमाग़ी पृष्ठीय सींग (MDH) और पानी के नीचे गोता करने के लिए प्रशिक्षित चूहों में रीढ़ की त्रिपृष्ठी पथ (SP5) के photomicrographs. Repetitively कोई Fos लेबलिंग है गोता नहीं था कि एक नियंत्रण चूहे में (ए). (बी) के एक स्विमिंग चूहे में बहुत जलाया जाता है वहाँSP5 भीतर TLE Fos MDH में लेबल (बड़े नोक) या paratrigeminal नाभिक (छोटे तीर). (सी) एक डाइविंग चूहे अधिक Fos लेबलिंग MDH (बड़े नोक) दोनों में पेट के बल नहीं है और paratrigeminal नाभिक (छोटे तीर) में की तुलना तैराकी और नियंत्रण चूहा. पैनल (ए) में डालें पैनल एसी का व्याख्यान चबूतरे वाला दुम स्थान को इंगित करता है. पैनल सी में स्केल बार 100 माइक्रोन है. [यह आंकड़ा 24 से संशोधित किया गया है]

चित्रा 6
चित्रा 6: डाइविंग चूहों से सक्रिय catecholaminergic न्यूरॉन्स. Photomicrographs एक गैर डाइविंग नियंत्रण चूहा (ए, सी और ई) और एक स्वेच्छा से डाइविंग चूहा (बी, डी, और एफ) के medullas दिखा. मस्तिष्क के ऊतकों immunohistologically दोनों Fos एक के लिए संसाधित किया गया थाडी tyrosine hydroxylase (ध), भूरा वें somas और काले Fos नाभिक का निर्माण किया. ठोस तीर Fos + वें डबल लेबल न्यूरॉन्स की पहचान है, जबकि ओपन तीर, एकल लेबल वें पॉजिटिव न्यूरॉन्स की पहचान. ए 1 न्यूरॉन्स ए और बी सी 1 न्यूरॉन्स में पहचान कर रहे हैं सी में पहचान कर रहे हैं और डी ए 5 न्यूरॉन्स ई और एफ अधिक Fos और A1, सी 1 में देखा जाता है डबल लेबल वीं में पहचाने जाते हैं, और डाइविंग चूहे से की उ 5 क्षेत्रों गैर डाइविंग नियंत्रण चूहे में. ई में अंशांकन बार पैनल वायुसेना के लिए है, और 250 माइक्रोन है. एफ में इनसेट में अंशांकन बार सभी insets के लिए है, और 50 माइक्रोन है. [यह आंकड़ा 26 से संशोधित किया गया है]

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Discussion

उनके जंगली फार्म कर सकते में चूहे और अर्द्ध जलीय वातावरण का शोषण करते हैं, और खाद्य 6 के लिए foraging जबकि अक्सर पानी के नीचे गोता. इस प्रकार यह चूहे बहुत आसानी से स्वेच्छा से पानी के नीचे गोता करने के लिए प्रशिक्षित किया जा सकता है कि बहुत आश्चर्य की बात नहीं है. वर्णित प्रशिक्षण प्रक्रियाओं सबसे वयस्क चूहे के मस्तिष्क एटलस में इस्तेमाल एक शरीर के आकार (~ 300 ग्राम) को नव weaned चूहों लाना होगा जो 6 सप्ताह, के लिए पिछले सकता है. इन प्रशिक्षित जानवरों से इस प्रकार दिमाग और अधिक आसानी से तुलनीय एटलस विवरण में पहचान शारीरिक संरचनाओं के लिए किया जाएगा.

शुरुआत के क्षेत्र में रखा जा रहा है के बाद सबसे अधिक चूहों 20 सेकंड के भीतर अपने पानी के नीचे तैरना शुरू हो जाएगा. हालांकि, कभी-कभी एक चूहा अपने स्वैच्छिक गोता शुरू करने से पहले 5 मिनट या उससे अधिक का समय लग जाएगा. यह पानी के नीचे सुरंग में चूहों के लिए मजबूर करने के लिए इस स्तर पर आकर्षक हो सकता है, यह आम तौर पर एक नकारात्मक अनुभव के साथ पानी जोड़ से चूहों को रोकने के लिए बचा जाना चाहिए. चूहे initi जिद्दी हो सकता है और हो सकता है सकते हैंसहयोगी प्रशिक्षण सत्र के दौरान गोता करने के लिए मना कर दिया, लेकिन वे पानी से बाहर निकलने के लिए एक ही रास्ता भूलभुलैया के माध्यम से गोता पूरा करके है एहसास एक बार, वे आम तौर पर जल्द ही शुरू में रखे जाने के बाद उनके dives के आरंभ.

दुहराव और व्यवस्थित प्रशिक्षण प्रक्रियाओं का एक महत्वपूर्ण पहलू है कि वे चूहों द्वारा अनुभवी तनाव कम करने के लिए इस तरह से आयोजित कर रहे हैं. चूहों विशेष रूप से परीक्षणों के बीच परिष्करण क्षेत्र में है, जबकि उनके पर्यावरण का पता लगाने, दे आगे तनाव कम करने के लिए लगता है. चूहे अक्सर तैरने के लिए पानी में पुनः प्रवेश, और / या अभी भी खत्म क्षेत्र मंच पर बैठे, जबकि उनके सिर पानी के नीचे डूब जाएगा. यह चूहों स्वाभाविक पानी प्रतिकूल नहीं कर रहे हैं कि पता चलता है. साथ ही, चूहों तैराकी या गोताखोरी, या कम मल छर्रों 17 में खत्म क्षेत्र में इंतज़ार है जब, दैनिक प्रशिक्षण परिणाम दौरान मल छर्रों का उत्पादन करने के लिए यह असामान्य नहीं है. सामान्य तौर पर कम चूहों प्रशिक्षण के दौरान जोर देकर कहा, कम पीईllets वे उत्पादन होगा. उत्पादित कर रहे हैं कि किसी भी मल छर्रों अपेक्षाकृत स्वच्छ पानी रखने के लिए जितनी जल्दी हो सके पानी या खत्म क्षेत्र से हटा रहे हैं.

चूहे कभी कभी खूनी नाक मिल सकता नासिका मार्ग में पानी की साँस का परिणाम हो सकता है, जो तैराकी और गोताखोरी, जबकि. रक्त की उपस्थिति नाक mucosa के भीतर आसमाटिक तनाव की वजह से हो सकता है. परीक्षणों के बीच खत्म क्षेत्र में रहते हुए चूहों खुद को दूल्हे जाएगा. नाक से एक परिणाम के खून के रूप में एक प्रशिक्षण सत्र के दौरान, विशेष रूप से आंखों के आसपास, चूहों एक मामूली लाल रंग दे, चूहों सिर और थूथन से अधिक पुनः वितरित कर सकते हैं. इसके अलावा, कभी कभी एक चूहा डाइविंग तनावपूर्ण मिल सकता है और / या नकारात्मक डाइविंग अनुभव है (चारों ओर मोड़ और पानी के अंदर गोताखोरी (5.4.3 के बाद नोट देख जबकि खो दिया हो रही द्वारा, अर्थात्. पर) होने से रोकने के लिए). इन चूहों में पॉरफाइरिन एक तनाव respons के संकेत, उनकी आँखों के कोनों में दिखाई दे सकते हैंई.

डाइविंग टैंक का आकार कुछ हद तक कमरे आवश्यकताओं का निर्धारण करेगा. वर्णित टैंक चूहों एक 5 मीटर लंबे Plexiglas के माध्यम से पानी की सतह के नीचे 2-3 सेमी तैरने के लिए बनाया गया है 10-15 सेकंड 17,19,24,26,27 की एक पानी के नीचे तैराकी अवधि देने की भूलभुलैया. एक प्रयोग एक लंबी अवधि गोता से प्रतिक्रियाओं को मापने के लिए तैयार किया जाना चाहिए, या पानी के नीचे एक गहरी डुबकी से, टैंक फिर से डिजाइन किया जाना पड़ सकता है. कमरे आवश्यकताओं फिर भी एक फिर से डिजाइन डाइविंग टैंक के आयाम फिट करने के लिए बदल सकता है. प्रक्रिया कक्ष में उपलब्ध नहीं मंजिल नाली है, तो टंकी से पानी ऐसे तो एक सुविधाजनक तरीके से कहीं खाली कर दिया जा सकता है जो एक 60 लड़की कचरा कर सकते हैं, के रूप में, एक बड़े कंटेनर में एकत्र किया जा सकता है.

Fos तकनीक आगे डाइविंग प्रतिक्रिया की brainstem circuitry के हिस्सा हैं कि न्यूरॉन्स की पहचान और विशेषताएँ अन्य न्यूरोनल तरीकों का पता लगाने के साथ उपयोग किया जा सकता है. उदाहरण के लिए,स्वैच्छिक दौरान सक्रिय कर रहे हैं कि पार्श्व उ 7 क्षेत्र 26,27 भीतर, और globosa न्यूरॉन्स,; tyrosine hydroxylase धुंधला के साथ संयोजन के रूप में FOS पता लगाने ए 1, सी 1, ए 2, ए 5 में catecholaminergic न्यूरॉन्स और उप-coeruleus क्षेत्रों (26 चित्रा 6) की पहचान की है डाइविंग. इसके अलावा, प्रतिगामी अनुरेखक हैजा विष के साथ संयोजन के रूप में Fos पता लगाने स्वैच्छिक डाइविंग 20 के दौरान सक्रिय कर रहे हैं कि नाभिक ambiguus के बाहरी गठन भीतर हृदय vagal motorneurons की सेल निकायों की पहचान की है.

डाइविंग करने कार्डियोरैसपाइरेटरी प्रतिक्रियाओं के केंद्रीय तंत्रिका एकीकरण जांच कारणों 6,8,28 की संख्या के लिए महत्वपूर्ण है. डाइविंग प्रतिक्रिया समय की विस्तारित अवधि के लिए साँस लेने के बिना जलमग्न पानी के नीचे रहने के लिए जानवरों, सहित मनुष्य, सक्षम बनाता है. डाइविंग प्रतिक्रिया brainstem समस्थिति नियंत्रण की एक कार्यात्मक पुनर्गठन का प्रतिनिधित्व करता है, और सबसे शक्तिशाली देहात में से एक दर्शातापशुओं में मनाया स्वायत्त सजगता की tterns. डाइविंग प्रतिक्रिया भी trigemino-हृदय पलटा का हिस्सा है, nasopharyngeal पलटा, और / या अचानक शिशु मृत्यु सिंड्रोम के रूप में मानव में महत्वपूर्ण नैदानिक ​​हो सकता है. अंत में, चूहों की brainstem के भीतर मौजूद है कि न्यूरोनल circuitry के एक समझ अभिवाही संकेत बुनियादी brainstem स्वायत्त सजगता संशोधित कर सकते हैं कि कैसे कॉर्टिकल निर्धारित करने में मदद करेगा. इन बातों के सभी स्तनधारी डाइविंग प्रतिक्रिया के केंद्रीय पहलुओं का अध्ययन स्वाभाविक सार्थक और रोचक बना. वर्णित प्रक्रियाओं का उपयोग स्वेच्छा से पानी के नीचे मजबूर डुबकी लगाई जानवरों का इस्तेमाल करेगा से स्तनधारी डाइविंग प्रतिक्रिया के मध्य पहलुओं की बेहतर जांच की अनुमति देगा गोता लगाने के लिए चूहों को प्रशिक्षित करने के लिए. वर्णित 1 के रूप में प्रशिक्षण प्रक्रियाओं) सीएनएस तनाव circuitry के सक्रियण को कम, और बाहरी पुरस्कार नहीं किया जाता है क्योंकि 2) सीएनएस इनाम circuitry के सक्रिय नहीं करते क्योंकि यह है.

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Disclosures

लेखक Stoelting कंपनी के लिए एक सलाहकार है, और वाणिज्यिक प्रयोजनों के लिए उन्हें समग्र डिजाइन और मक्कलोच गोता टैंक भूलभुलैया की विशिष्टताओं को प्रदान की है.

Acknowledgments

रिसर्च अनुसंधान और प्रायोजित कार्यक्रमों के मिडवेस्टर्न विश्वविद्यालय कार्यालय से धन के द्वारा समर्थित. भी मिडवेस्टर्न विश्वविद्यालय जानवरों की सुविधा और एरिक वॉरेन के लिए धन्यवाद.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
McCulloch Diving Tank Maze Stoelting Company 60139
1 inch internal diameter tubing  Fisher 14-169-63 Used to fill or drain tank
Plexiglas rodent restraint device (Economy flat bottomed restrainer) Braintree FB-M/L  For forced dives
Telemetric transmitters  DSI Model PA-C40 (270-0040-008) Used to transmit pulsatile arterial blood pressure
Hand-held antenna wand DSI Model RLA 3000 (272-5007) Used to ensure radio antenna is near to transmitter while rat is negotiating underwater maze
Intramedic PE50, 0.023" ID Fisher 14-170-12B Used as trailing arterial cannula
N95 mask - Moldex #2300N Series Fisher 19-003-246D Used to limit inhalation of rat allergens

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References

  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).

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व्यवहार अंक 93 चूहा, स्वैच्छिक डाइविंग डाइविंग प्रतिक्रिया डाइविंग पलटा स्वायत्त पलटा केंद्रीय एकीकरण
स्वेच्छा से कूदो पानी के लिए प्रशिक्षण चूहे: स्तनधारी डाइविंग प्रतिक्रिया की जांच
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McCulloch, P. F. Training Rats to… More

McCulloch, P. F. Training Rats to Voluntarily Dive Underwater: Investigations of the Mammalian Diving Response. J. Vis. Exp. (93), e52093, doi:10.3791/52093 (2014).

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