Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Brugen af ​​Puzzle Box som et middel til vurdering af effektiviteten af ​​miljøberigelse

Published: December 29, 2014 doi: 10.3791/52225
Automatic Translation
1, 1,2, 1, 1
1Discipline of Physiology, University of Sydney, 2Bosch Animal Behavioural Facility, University of Sydney

Introduction

Miljøberigelse (EE) kan defineres som omgivelserne, der giver dyr med forøget mulighed for social interaktion, motorisk aktivitet og større sensorisk stimulation end normalt opleves i en standard laboratorium environment.EE har vist sig at konsekvent påvirker dyrenes adfærd, skabe ændringer såsom reduktion af stress og angst-relaterede aktivitet 8-10, forbedret ydeevne for indlæring og hukommelse opgaver 8,11, tidlig debut af motorisk koordination og sonderende aktivitet 11 ændringer i moderens omsorg 8 samt resistens over for afhængighedsskabende stoffer 12- 15. Endvidere har EE blevet afsløret til forbedring af virkningerne af neurodegenerative sygdomme, forsinkelse af indtræden og mindske sværhedsgraden af symptomer i dyremodeller af Huntingtons 1-4,16, Parkinsons 17 og Alzheimers sygdom 18.

Disse ændringer corvedrører de anatomiske og molekylære ændringer EE vides at inducere hele hjernen. Dyr, der opdrættes i berigede miljøer fra tidlige udviklingsstadier viser et utal af neurale forandringer, herunder øget hjerne vægt og kortikal tykkelse, dendritiske forgrening 9,2-22 og synaptisk tæthed 23. EE kan ændre både niveauet og timingen af vækstfaktor ekspression 9,24-30, som har vist sig at bidrage til en hurtigere udvikling af sensoriske 25,26,28,29, mnemonic 30 samt motoriske kredsløb 31,32.

Tidligere arbejde har afsløret til tider modstridende resultater, når de efterforsker virkningen af EE, uden at tage hensyn til de forskellige typer af dyr og miljøer, der anvendes inden for de enkelte undersøgelser 9,24,27,30. I øjeblikket er der ingen konsistent og enkel adfærdsmæssige opgave, der kan anvendes til at måle effektiviteten af ​​forskellige EE paradigmer i forskellige stammer og specerne af dyr.

Puslespillet Box opgave var udformet som en simpel test for at fastslå et dyrs native problemløsning evne 7. Dyr placeret i det åbne område er forpligtet til at fjerne hindre materialer ligger inden for en lille åbning for at få adgang til et overdækket område / husly. Hvert emne er givet tre forsøg med samme obstruktion for at vurdere tre forskellige kognitive egenskaber. Den første retssag giver en baseline indikation af iboende eller native problemløsning evne. Den anden retssag, køre på den samme dag, giver en indikation af dyrets evne til at forbedre på, og dermed styrke strategier til fjernelse af specifikke obstruktion. Den tredje forsøg udført på den følgende dag, giver et indblik i evne til emnet for at fastholde og huske den lærde løsning til opgaven.

Motivationen for at løse disse "obstruktion puslespil" af dyrene kan varieres, potentieltfremmane et medfødt ønske om at undgå åbne marker og søge ly, samt en iboende drev til at udforske deres omgivelser 6,7. De mange potentielle adfærdsmæssige bilister ligger til grund for ønsket om at løse gåden Box tyder på, at forskellige områder af hjernen er involveret i mediering opgaveløsningen. Tidligere arbejde har vist, at i murine modeller af skizofreni, er det præfrontale cortex samt hippocampus er involveret i købet af denne opgave 5. En læsion i rotter har også afsløret et stort antal hjernen er involveret i Puzzle Box ydeevne, herunder forskellige thalamiske kerner, hypothalamus, lillehjernen og limbiske strukturer regioner. Sammen disse resultater viser, at engagere sig i denne problemløsning opgave indebærer en række neurale strukturer i forbindelse med den kognitive funktion.

Puslespillet Box har været anvendt med succes til at vurdere problemløsning evne mus, samt kognitive udvises af murin modeller af skizofreni 5-7. Ydelse på opgaven har vist sig at være meget konsekvent, og korrelerer godt med resultaterne af andre kognitive adfærdsmæssige test 6. Målet med dette arbejde var således at tilpasse Puzzle Box opgave at blive en enkel og pålidelig bestemmelse af effektiviteten af ​​EE.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Etik erklæring: Alle procedurer blev godkendt af Animal Ethics Committee fra University of Sydney og var i overensstemmelse med National Health og Medical Research Council i Australien retningslinjer. Procedurer blev udført på C57 / BL6J mus, som er opdrættet på University of Sydney Bosch gnaver Facility. Alle mus blev anbragt i en enkelt tilstrækkeligt ventileret rum i 21 ° C omgivelsestemperatur på en 12 h lys-mørke-cyklus med lys på i 0600 timer i individuelt ventilerede bure med ad libitum adgang til tørfoder og vand. Late-graviditet hunner blev randomiseret til standard eller miljømæssigt berigede boligforhold.

1. Housing (Berigelse Levels):

  1. Opnå 4 sen graviditet voksne hunmus. Tilfældigt tildele 2 til standard tilstand og placere hver af dem i et rent standard mus bur (dimensioner 391 x 199 x 160 mm), der indeholder en rød mus iglo. For den berigede tilstand, skal du placere remalingen 2 mus i en enkelt ren rotte størrelse bur (dimensioner 462 x 403 x 404 mm).
  2. Ind i berigelse bur, placere en række objekter, der skal øge sensorisk og motorisk stimulation (f.eks kører hjul, visuelle stimuli, duftende vatkugler, Velcro strips).
  3. Hver 2 til 3 dage flytte disse objekter Om i buret genopfriske nogen, der er blevet ødelagt.
  4. Efter fravænning ved 21 dage efter fødslen, sex dyr og sted i han-hun segregeret boliger i overensstemmelse med de miljømæssige stand, de er blevet rejst. For den berigede betingelse sikre, at der er mellem 3 og 10 mus pr bur med 2 og 5 mus for standarden. Begynd adfærdsmæssig testning Når dyr bliver voksne (12-14 uger gamle).

2. Konstruktion af Puzzle Box

  1. Opnå 6 stykker af hvid akryl (eller andre ikke-porøst materiale): en 750 x 280 mm, to 280 x 250 mm, to 750 x 250 mm, og en 150 x 280 mm (se figur 1).
  2. Opnå et stykke sort akryl 280 x 250 mm, med en 40 x 40 mm firkantede åbning skåret i den ene side af dette stykke (se figur 1).
  3. Saml puslespil Box som følger: bruge 750 x 280 mm stykke som bunden af ​​kassen, bruge 280 x 250 mm stykker som enderne af kassen, og de 750 x 250 mm stykker som siderne af kassen.
  4. Mål 150 mm i boksen fra den ene ende, og placere den sorte stykke akryl tværs af kassen, således at den opdeler den i to kamre (en stor, en lille) med åbningen flugter med bunden af ​​kassen.
  5. Tag 150 x 280 mm stykke hvidt akryl og placere den på toppen af ​​mindre rum i kassen og sørg for det dækker dette område helt, hvilket giver en mørk "mål-box" kammer. Fastgør dette stykke akryl til kroppen af ​​de vigtigste kasse med hængsler, eller lade fri til at blive fuldstændigt fjernet under adfærdsmæssig testning.
  6. Tag 3 stykker af akryl (tre 4 x 120 mm) og slutte sig til at lave en "U-foed "kanal.

Figur 1
Figur 1: Skematisk diagram af Puzzle Box opgave. Puslespillet Box er en akryl box, der består af en åben-markareal (600 x 280 mm) og en beskyttet mål-box-området (150 x 280 mm), der måler 750 x 280 mm i alt. En 40 x 40 mm åbning i skillevæggen (grå) adskiller de to områder giver dyrene at få adgang til den overdækkede mål-box-området fra det åbne område. Denne åbning er blokeret med forhindringer, der bliver stadig vanskeligere at fjerne så test skrider frem. Dyrene undergår en fem-dages-protokol, der består af fire obstruktion betingelser med tre forsøg for hver betingelse.

3. Kørsel af Puzzle Box Opgave

  1. Rengør Puzzle Box med 70% alkohol. Gentag dette trin mellem hver testet dyr.
  2. Placer en ren rød mus iglo i mål-box area af Puzzle Box, og sæt låget på målet-box.
  3. Hvis der er en forhindring tilstand testes, placeres forhindring inden døren til mål-box (se figur 2).
  4. Placer mus testes i afsnit af puslespil Box friland orienteret mod mål-box, og ved enden længst væk fra mål-box.
  5. Optag den tid det tager for alle fire poter på dyret for at indtaste mål-box del af Puzzle Box.
  6. Hvis et dyr ikke kommer ind i mål-box, afslutte retssagen, når den indstillede tid er nået (se tabel 1).
  7. Når en retssag er færdig, skal du fjerne dyret fra Puzzle Box og læg det i en særskilt bedrift bur indtil næste retssagen begynder. Hold en 60-180 sek kløften mellem forsøg for hvert dyr.
  8. For hvert dyr, udføre tre forsøg pr dag i fem på hinanden følgende dage i forsøg med fire obstruktion betingelser og tre forsøg med hver betingelse. Den tredje trial af en given forhindring betingelse bør altid administreres på en efterfølgende dag (se tabel 1).

Tabel 1
Tabel 1: Ordning af Puzzle Box opgave. Puslespillet Box opgave køres i fem dage, og består af fire obstruktion betingelser. Der er tre forsøg med hver af de første fire dage og én på den femte dag. Hver obstruktion tilstand har tre forsøg; de første to på én dag, og den tredje dagen umiddelbart efter. Det første forsøg med en forhindring betingelse har til formål at teste native problemløsende evne, det andet forsøg undersøger erhvervelse og styrkelse opgave, og den tredje retssag anvendes som et assay til opløsning opbevaring og tilbagekaldelse.

Figur 2
Figur 2: blokereion forhold i Puzzle Box opgave. Skematisk tegning af de Puzzle Box arena og obstruktion betingelser, der anvendes inden for denne undersøgelse. (A) Tilstand 0 (C0), med nogen forhindring til stede i døråbningen mellem friland og mål-box områder. (B) Betingelse 1 (C1 ), med en "U-formet" kanal til stede i døråbningen mellem friland og mål-box områder. (C) Betingelse 2 (C2), hvor kanalen er fyldt med ren strøelse. (D) Tilstand 3 (C3 ), med en "væv prop" til stede i døråbningen mellem friland og mål-box områder. (E) Tilstand 4 (C4) med en "skum prop" til stede i døråbningen mellem friland og mål-box områder. Dimensioner på arenaen er som pr anført i Metoder og figur 1.

4. Fortolkning af data

  1. Repræsentere data som enten tid det tager at comgennem- fører retssagen (herunder null forsøg, hvor dyr ikke fuldføre opgaven inden for den fastsatte frist) eller som antallet af null forsøg.
  2. Brug en gentagne målinger ANOVA at vurdere effekten af ​​boliger stand ved ydeevne i Puzzle Box, med obstruktion typen / tilstand (C) og opgave nummer (T) inden-fag faktorer og berigelse niveau (standard versus beriget) som mellem-fag faktor .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De her beskrevne resultater er et repræsentativt udsnit, med data fra flere årgange, der består af forskellige kuld. Alle adfærdsmæssige test blev gennemført mellem 0700 og 1100 timer, med randomiseret forsøg rækkefølge af dyr inden for en kohorte. Dyr, der opdrættes i en beriget miljø (n = 14, 7 kvindelige og 7 mænd) tog betydeligt mindre tid til at løse, forhindringen opgaver inden for det Puzzle Box end dem, der rejses inden for en standard miljø (n = 15, 7 kvindelige og 8 mænd) (se Figur 3) (gentagne målinger ANOVA med miljøet som mellem-fag faktor, F = 19,525, p <0,001). Denne virkning af EE på præstationen blev observeret inden for de enkelte forsøg under Puzzle Box, hvor berigede mus kræves betydeligt mindre tid til at løse hver af de enkelte obstruktion gåder, og var særlig markant i løbet af den første retssag i hver tilstand (Univariate ANOVA med miljøet som mellem -subjects faktor: Betingelse 1-forsøg 1 (C1T1), F = 4,308, p = 0,048; C1T3, F = 4,317, p = 0,047; C2T1, F = 9,466, p = 0,005; C2T2, F = 5,164, p = 0,031; C2T3, F = 7,031, p = 0,013; C3T1, F = 19,979, p = 0,000; C3T2, F = 5,788, p = 0,023; C3T3, F = 4,711, p = 0,039; C4T1, F = 5,094, p = 0,032). Ingen effekt af køn (gentagne foranstaltninger ANOVA med køn som mellem-fag faktor, F = 1,827, p = 0,188), eller nogen signifikant interaktion mellem boliger miljø og køn blev observeret (gentagne foranstaltninger ANOVA med miljø og køn som mellem-fag faktorer, miljø * sex, F = 0,395, p = 0,535).

Figur 3
Figur 3: Miljømæssigt berigede mus løse gåden Box hurtigere end standard opstaldet dyr Puzzle Box opgaveløsningen af voksne dyr, der opdrættes fra fødslen i enten beriget eller standard miljøer, som målt ved den tid, for alle fire poter at indtaste målet-box-området. i sekunder. Dyr raised i en beriget miljø (rød) løst, forhindringen opgaver inden for Puzzle Box betydeligt hurtigere end dem, der rejses i en standard miljø (blå) (Gentagne foranstaltninger ANOVA med miljøet som mellem-fag faktor, F = 19,525, p <0,001). Forbedret ydeevne inden for de enkelte obstruktion puslespil opgaver blev observeret for berigede kohorter (Univariate ANOVA med miljø som mellem-fag Factor: C1T1 F = 4,308, p = 0,048; C1T3, F = 4,317, p = 0,047; C2T1, F = 9,466, p = 0,005; C2T2, F = 5,164, p = 0,031; C2T3, F = 7,031, p = 0,013; C3T1, F = 19,979, p = 0,000; C3T2, F = 5,788, p = 0,023; c3T3, F = 4,711, p = 0,039; C4T1, F = 5,094, p = 0,032). C0: nogen forhindring; C1: U-formet kanal; C2: kanal fyldt med strøelse; C3: væv plug; C4: skumprop. C1T1 refererer til betingelse 1, forsøg 1 mm (se tekst). Error bars: Standard error af middelværdien (SEM), beriget n = 14 (7 kvindelige, 7 mænd), standard n = 15 (7 kvindelige, 8 mænd). *: P <0,05, **: P &# 60; 0,01, ***: P <0,001.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

De fremlagte data viser, at Puzzle Box kan anvendes effektivt til at vurdere virkningen af ​​EE. Mus rejst i berigede miljøer konsekvent tog betydeligt mindre tid til at løse obstruktion gåder inden for denne adfærdsmæssige analyse end gjorde dyr, der opdrættes inden standardlaboratoriebetingelser. Desuden var mest fremtrædende i den første retssag for tre af de fire betingelser testede denne forskel, hvilket tyder på EE har større indflydelse på et dyrs native problemløsende evne i forhold til deres evne til at forstærke eller fastholde løsninger på de problemer, som opgaven .

De store fordele ved Puzzle Box er dens billigt materiale omkostninger, enkelhed i form af konstruktion og implementering samt manglende behov for forudgående uddannelse af de emner, der skal testes. Yderligere kan fremgangsmåden være indrettet til at anvende en bred vifte af obstruktion materialer og betingelser. For eksempel blev protokollen bruges her tilpassetfra tidligere undersøgelser, der anvendte Puzzle Box at vurdere kognitive evner i en række murine sygdomstilstand modeller 5-7. Andre undersøgelser har tidligere udnyttet variationer af Puzzle Box for at vurdere virkningen af kognitive-styrke antipsykotika 33 og observerende læring inden denne test arena 34. Puslespillet Box tilbyder derfor en adfærdsmæssig opgave stand til at vurdere en bred vifte af miljømæssige, genetiske og farmakologiske manipulationer, samtidig relativt tid og omkostningseffektiv.

Denne iboende fleksibilitet, fremhæver imidlertid behovet for flere vigtige skridt til en vellykket gennemførelse af opgaven. Da metoden involverer fysisk fjernelse af forhindringer fra en bestemt åbning i test arena, foreløbige forsøg bestemme hvilke obstruktion betingelser er egnede og løses inden for definerede frister fra de dyr, der skal vurderes, er kritisk vigtigt. Dette er især relevant, når applying til opgave at bestemme potentielle rolle berigelse dyremodeller for neurodegenerative sygdomme, hvis motor evner kan blive alvorligt kompromitteret 1-4,16,17. Desuden er flere forsøg på tværs af forskellige tidsintervaller forpligtet til grundigt at vurdere de kognitive evner de emner, der afprøves. Selvom erhvervelse og fastholdelse opgave er relateret, kan de betragtes som separate processer 35-37. Som resultaterne i denne undersøgelse afslører, kan væsentlige forskelle i resultaterne være større inden for et af de faktorer vurderes.

Selvom latens var den vigtigste parameter bruges til at overvåge dyrenes præstationer i denne undersøgelse, da protokollen indeholder videooptagelse af alle mus engageret i opgaven, er det også muligt at foretage en mere detaljeret analyse af adfærd i testapparatet. Den måde emner fra beriget og standard rejst grupper opfører i arenaen, herunder den måde, hvorpå de nærmer forhindringer på eaCH fase af opgaven kan afsløre yderligere, mere subtile forskelle i resultaterne mellem de to kohorter 38-43. Kombineret med evnen til at tilpasse forhindringer til at rumme de dyr, der testes, er Puzzle Box har potentialet til at give en enkel og hurtig middel til at få indsigt i den indflydelse, miljøfaktorer på en række kognitive adfærd.

Selv simple og kraftfulde, Puzzle Box er ikke en erstatning for en mere grundig analyse af den kognitive funktion. I stedet giver en hurtig og pålidelig første-passage vurdering af problemløsning, samt køb og tilbagekaldelse opgave, skal derefter undersøges mere grundigt med konventionelle opgaver læring. Betydningen af ​​en sådan metode kan ikke overvurderes. Traditionelle opgaver læring kan kræve en betydelig mængde fortrolige og uddannelse af fag, før de kan give fortolkelige resultater, der kan selv indflydelse på ydeevnen 44,45. Såledesen effektiv og pålidelig fremgangsmåde til opnåelse af en foreløbig vurdering af kognitiv funktion, der let kan modificeres til behovene i de enkelte forsøg, såsom puslespil Box, er meget fordelagtig.

Da metoder til at lindre og vende de skadelige symptomer udstillet af transgene modeller af sygdomstilstande bliver løbende udviklet 46,47, et hurtigt og pålideligt middel til at vurdere effektiviteten af interventionerne fra en adfærdsmæssig perspektiv er kritisk. De data, der præsenteres her tyder på, at denne Puzzle Box er et nyttigt værktøj, der vil gøre det muligt for sådanne vurderinger.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Black Acrylic Board 280 x 250 mm with a 40 x 40 mm "door" cut into one side
White Acrylic Board 280 x 250 mm
White Acrylic Board 280 x 250 mm
White Acrylic Board 750 x 250 mm
White Acrylic Board 750 x 250 mm
White Acrylic Board 150 x 280 mm
White Acrylic Board
Underpass 3 pieces of 40 x 120 mm plexiglass or acrylic
Note: If unable to access acrylic board, plexiglass or similar non-porous material will suffice.
Webcam Logitech C210 Fix to roof with electrical tape. Alternatively, use a tripod.
VirtualDub v1.10.4 VirtualDub N/A  Software for recording behaviour videos. Input from webcam.
TopScan v 3.0 CleverSys Inc. N/A  Software for automated top-view tracking and analysis of mouse behaviour. Captured videos are analysed post-hoc.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hockly, E., et al. Environmental enrichment slows disease progression in R6/2 Huntington's disease mice. Ann Neurol. 51, 235-242 (2002).
  2. Spires, T. L., et al. Environmental enrichment rescues protein deficits in a mouse model of Huntington's disease, indicating a possible disease mechanism. J Neurosci. 24, 2270-2276 (2004).
  3. van Dellen, A., Blakemore, C., Deacon, R., York, D., Hannan, A. J. Delaying the onset of Huntington's in mice. Nature. 404, 721-722 (2000).
  4. van Dellen, A., Cordery, P. M., Spires, T. L., Blakemore, C., Hannan, A. J. Wheel running from a juvenile age delays onset of specific motor deficits but does not alter protein aggregate density in a mouse model of Huntington's disease. BMC neuroscience. 9, 34 (2008).
  5. Ben Abdallah, N. M., et al. The puzzle box as a simple and efficient behavioral test for exploring impairments of general cognition and executive functions in mouse models of schizophrenia. Exp Neurol. 227, 42-52 (2011).
  6. Galsworthy, M. J., et al. Assessing reliability, heritability and general cognitive ability in a battery of cognitive tasks for laboratory mice. Behav Genet. 35, 675-692 (2005).
  7. Galsworthy, M. J., Paya-Cano, J. L., Monleon, S., Plomin, R. Evidence for general cognitive ability (g) in heterogeneous stock mice and an analysis of potential confounds. Genes Brain Behav. 1, 88-95 (2002).
  8. Sparling, J. E., Mahoney, M., Baker, S., Bielajew, C. The effects of gestational and postpartum environmental enrichment on the mother rat: A preliminary investigation. Behav Brain Res. 208, 213-223 (2010).
  9. Turner, C. A., Lewis, M. H. Environmental enrichment: effects on stereotyped behavior and neurotrophin levels. Physiol Behav. 80, 259-266 (2003).
  10. Turner, C. A., Lewis, M. H., King, M. A. Environmental enrichment: effects on stereotyped behavior and dendritic morphology. Dev Psychobiol. 43, 20-27 (2003).
  11. Turner, C. A., Yang, M. C., Lewis, M. H. Environmental enrichment: effects on stereotyped behavior and regional neuronal metabolic activity. Brain Res. 938, 15-21 (2002).
  12. Simonetti, T., Lee, H., Bourke, M., Leamey, C. A., Sawatari, A. Enrichment from birth accelerates the functional and cellular development of a motor control area in the mouse. PLoS One. 4, e6780 (2009).
  13. El Rawas, R., Thiriet, N., Lardeux, V., Jaber, M., Solinas, M. Environmental enrichment decreases the rewarding but not the activating effects of heroin. Psychopharmacology (Berl). 203, 561-570 (2009).
  14. Solinas, M., Chauvet, C., Thiriet, N., El Rawas, R., Jaber, M. Reversal of cocaine addiction by environmental enrichment). Proc Natl Acad Sci U S A. 105, 17145-17150 (2008).
  15. Solinas, M., Thiriet, N., Chauvet, C., Jaber, M. Prevention and treatment of drug addiction by environmental enrichment. Progress in neurobiology. 92, 572-592 (2010).
  16. Solinas, M., Thiriet, N., El Rawas, R., Lardeux, V., Jaber, M. Environmental enrichment during early stages of life reduces the behavioral, neurochemical, and molecular effects of cocaine. Neuropsychopharmacology. 34, 1102-1111 (2009).
  17. Kondo, M., et al. Environmental enrichment ameliorates a motor coordination deficit in a mouse model of Rett syndrome--Mecp2 gene dosage effects and BDNF expression. Eur J Neurosci. 27, 3342-3350 (2008).
  18. Faherty, C. J., Raviie Shepherd, K., Herasimtschuk, A., Smeyne, R. J. Environmental enrichment in adulthood eliminates neuronal death in experimental Parkinsonism. Brain Res Mol Brain Res. 134, 170-179 (2005).
  19. Gortz, N., et al. Effects of environmental enrichment on exploration, anxiety, and memory in female TgCRND8 Alzheimer mice. Behav Brain Res. 191, 43-48 (2008).
  20. Bennett, E. L., Diamond, M. C., Krech, D., Rosenzweig, M. R. Chemical and Anatomical Plasticity Brain. Science. 146, 610-619 (1964).
  21. Krech, D., Rosenzweig, M. R., Bennett, E. L. Effects of environmental complexity and training on brain chemistry. J Comp Physiol Psychol. 53, 509-519 (1960).
  22. Rosenzweig, M. R., Krech, D., Bennett, E. L., Diamond, M. C. Effects of environmental complexity and training on brain chemistry and anatomy: a replication and extension. J Comp Physiol Psychol. 55, 429-437 (1962).
  23. Faherty, C. J., Kerley, D., Smeyne, R. J. A Golgi-Cox morphological analysis of neuronal changes induced by environmental enrichment. Brain Res Dev Brain Res. 141, 55-61 (2003).
  24. Globus, A., Rosenzweig, M. R., Bennett, E. L., Diamond, M. C. Effects of differential experience on dendritic spine counts in rat cerebral cortex. J Comp Physiol Psychol. 82, 175-181 (1973).
  25. Greenough, W. T., Volkmar, F. R. Pattern of dendritic branching in occipital cortex of rats reared in complex environments. Exp Neurol. 40, 491-504 (1973).
  26. Li, S., Tian, X., Hartley, D. M., Feig, L. A. The environment versus genetics in controlling the contribution of MAP kinases to synaptic plasticity. Current biology : CB. 16, 2303-2313 (2006).
  27. Angelucci, F., et al. Increased concentrations of nerve growth factor and brain-derived neurotrophic factor in the rat cerebellum after exposure to environmental enrichment. Cerebellum. 8, 499-506 (2009).
  28. Cancedda, L., et al. Acceleration of visual system development by environmental enrichment. J Neurosci. 24, 4840-4848 (2004).
  29. Guzzetta, A., et al. Massage accelerates brain development and the maturation of visual function. J Neurosci. 29, 6042-6051 (2009).
  30. Ickes, B. R., et al. Long-term environmental enrichment leads to regional increases in neurotrophin levels in rat brain. Exp Neurol. 164, 45-52 (2000).
  31. Landi, S., Ciucci, F., Maffei, L., Berardi, N., Cenni, M. C. Setting the pace for retinal development: environmental enrichment acts through insulin-like growth factor 1 and brain-derived neurotrophic factor. J Neurosci. 29, 10809-10819 (2009).
  32. Landi, S., et al. Retinal functional development is sensitive to environmental enrichment: a role for BDNF. FASEB J. 21, 130-139 (2007).
  33. Pham, T. M., et al. Changes in brain nerve growth factor levels and nerve growth factor receptors in rats exposed to environmental enrichment for one year. Neuroscience. 94, 279-286 (1999).
  34. Pham, T. M., Soderstrom, S., Winblad, B., Mohammed, A. H. Effects of environmental enrichment on cognitive function and hippocampal NGF in the non-handled rats. Behav Brain Res. 103, 63-70 (1999).
  35. Sale, A., Berardi, N., Maffei, L. Enrich the environment to empower the brain. Trends Neurosci. 32, 233-239 (2009).
  36. Sale, A., et al. Maternal enrichment during pregnancy accelerates retinal development of the fetus. PLoS One. 2, e1160 (2007).
  37. Wolansky, M. J., Cabrera, R. J., Ibarra, G. R., Mongiat, L., Azcurra, J. M. Exogenous NGF alters a critical motor period in rat striatum. Neuroreport. 10, 2705-2709 (1999).
  38. Wolansky, M. J., Paratcha, G. C., Ibarra, G. R., Azcurra, J. M. Nerve growth factor preserves a critical motor period in rat striatum. J Neurobiol. 38, 129-136 (1999).
  39. Thompson, R., Huestis, P. W., Crinella, F. M., Yu, J. Brain mechanisms underlying motor skill learning in the rat. Am. J. Phys. Med. Rehabil. 69 (4), 191-197 (1990).
  40. Lipina, T. V., Palomo, V., Gil, C., Martinez, A., Roder, J. C. Dual inhibitor of PDE7 and GSK-3-VP1.15 acts as antipsychotic and cognitive enhancer in C57BL/6J mice. Neuropharmacology. 64, 205-214 (2013).
  41. Carlier, P., Jamon, M. Observational learning in C57BL/6j mice. Behav Brain Res. 174, 125-131 (2006).
  42. Cole, B. J., Jones, G. H. Double dissociation between the effects of muscarinic antagonists and benzodiazepine receptor agonists on the acquisition and retention of passive avoidance. Psychopharmacology (Berl). 118, 37-41 (1995).
  43. Woodside, B. L., Borroni, A. M., Hammonds, M. D., Teyler, T. J. NMDA receptors and voltage-dependent calcium channels mediate different aspects of acquisition and retention of a spatial memory task). Neurobiol Learn Mem. 81, 105-114 (2004).
  44. Ben Abdallah, N. M., M, N., et al. Impaired long-term memory retention: common denominator for acutely or genetically reduced hippocampal neurogenesis in adult mice. Behav Brain Res. 252, 275-286 (2013).
  45. Viola, G. G., et al. Influence of environmental enrichment on an object recognition task in CF1 mice. Physiol Behav. 99, 17-21 (2010).
  46. Schrijver, N. C., Bahr, N. I., Weiss, I. C., Wurbel, H. Dissociable effects of isolation rearing and environmental enrichment on exploration, spatial learning and HPA activity in adult rats. Pharmacol Biochem Behav. 73, 209-224 (2002).
  47. Kempermann, G., Gast, D., Gage, F. H. Neuroplasticity in old age: sustained fivefold induction of hippocampal neurogenesis by long-term environmental enrichment. Ann Neurol. 52, 135-143 (2002).
  48. Hattori, S., et al. Enriched environments influence depression-related behavior in adult mice and the survival of newborn cells in their hippocampi. Behav Brain Res. 180, 69-76 (2007).
  49. Barbelivien, A., et al. Environmental enrichment increases responding to contextual cues but decreases overall conditioned fear in the rat. Behav Brain Res. 169, 231-238 (2006).
  50. Sousa, N., Almeida, O. F., Wotjak, C. T. A hitchhiker's guide to behavioral analysis in laboratory rodents. Genes Brain Behav. 5 Suppl 2, 5-24 (2006).
  51. Clelland, C. D., et al. A functional role for adult hippocampal neurogenesis in spatial pattern separation. Science. 325, 210-213 (2009).
  52. Jentsch, J. D., et al. Dysbindin modulates prefrontal cortical glutamatergic circuits and working memory function in mice. Neuropsychopharmacology. 34, 2601-2608 (2009).
  53. Zhao, J., et al. Retinoic acid isomers facilitate apolipoprotein E production and lipidation in astrocytes through the RXR/RAR pathway. J Biol Chem. , (2014).
  54. Perez, H. J., et al. Neuroprotective effect of silymarin in a MPTP mouse model of Parkinson's disease. Toxicology. 319C, 38-43 (2014).

Tags

Behavior Neuroscience Mouse miljøberigelse Puzzle Box kognitiv adfærdsterapi Behavioral Opgave Neuroprotektion
Brugen af ​​Puzzle Box som et middel til vurdering af effektiviteten af ​​miljøberigelse
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

O'Connor, A. M., Burton, T. J.,… More

O'Connor, A. M., Burton, T. J., Leamey, C. A., Sawatari, A. The Use of the Puzzle Box as a Means of Assessing the Efficacy of Environmental Enrichment. J. Vis. Exp. (94), e52225, doi:10.3791/52225 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter