Waiting
Login processing...

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

Behavior

Bruk av Puzzle Box som et middel for vurdering av effektiviteten i miljøberikelse

Published: December 29, 2014 doi: 10.3791/52225

Introduction

Miljø anrikning (EE) kan defineres som omgivelsene som gir dyr med økt mulighet for sosial interaksjon, motorisk aktivitet, og større sensoriske stimuli enn vanligvis oppleves i en standard laboratorie environment.EE har vist seg å konsekvent påvirke atferden til dyr, å få til endringer som for eksempel reduksjon av stress og angst-relatert aktivitet 8-10, forbedret ytelse i lærings- og hukommelsesoppgaver 8,11, tidlig debut av motorisk koordinasjon og utforskende aktivitet 11, endringer i mors omsorg 8 samt motstand mot vanedannende stoffer 12- 15. Videre har EE blitt åpenbart å lindre virkningene av neurodegenerative forstyrrelser, forsinke utbruddet og redusere alvorlighetsgraden av symptomene i dyremodeller av Huntingtons 1-4,16, Parkinsons 17 og Alzheimers sykdom 18.

Disse endringene corforholde seg med de anatomiske og molekylære forandringer EE er kjent for å indusere i hele hjernen. Dyr oppvokst i beriket miljøer fra tidlige stadier av utviklingen viser en myriade av nevrale endringer, blant annet økt hjernevekt og kortikal tykkelse, dendrittiske forgrening 9,2-22 og synaptisk tetthet 23. EE kan endre både nivået og tidspunktet for vekstfaktor ekspresjon 9,24-30, som har vist seg å bidra til akselerert utvikling av sensorisk 25,26,28,29, mnemoteknisk 30, samt motorkretser 31,32.

Tidligere arbeid har avdekket til tider motstridende funn når undersøke virkningen av EE, uten å ta hensyn til de ulike typer av dyr og miljøer som benyttes innenfor individuelle studier 9,24,27,30. For tiden er det ingen konsistent og enkel atferds oppgave som kan brukes til å måle effektiviteten av forskjellige EE paradigmer i forskjellige stammer og spectallet av dyr.

The Puzzle Box oppgave er designet som en enkel test for å fastslå dyrets opprinnelige problemløsning evne 7. Dyr som er plassert i det åpne området er pålagt å fjerne hindre materialer som ligger innenfor en liten åpning for å få tilgang til en overbygd region / ly. Hvert emne er gitt tre studier med samme hindring for å vurdere tre ulike kognitive egenskaper. Den første rettssaken gir en baseline indikasjon på iboende eller naturlig evne til problemløsning. Den andre rettssaken, kjøres på samme dag, gir noen indikasjon på dyrets evne til å forbedre og dermed forsterke strategier for å fjerne spesifikke hindringer. Den tredje studien, utført på følgende dag, gir innsikt i evnen til motivet for å beholde og huske lært løsning på oppgaven.

Motivasjonen for å løse disse "obstruksjon puslespill" av dyrene kan varieres, potensieltfremkaller en medfødt ønske om å unngå åpne jorder og søke ly, samt en iboende stasjon til å utforske sine omgivelser 6,7. De mange potensielle atferds sjåfører som ligger bak ønsket om å løse Puzzle Box tyder på at ulike områder av hjernen er involvert i formidling av oppgaver. Tidligere arbeid har vist at i murine modeller av schizofreni, er prefrontal cortex samt hippocampus involvert i oppkjøpet av denne oppgave 5. En lesjon studie på rotter har også avdekket et stort antall områder av hjernen som er involvert i Puzzle Box ytelse, inkludert ulike talamiske kjerner, hypothalamus, lillehjernen, og limbiske strukturer. Sammen utgjør disse funnene tyder på at engasjerende i denne problemløsning oppgaven innebærer en rekke nevrale strukturer knyttet til kognitiv funksjon.

Puzzle Box har blitt brukt med hell for å vurdere problemløsning evne til mus, samt kognitiv svikt utstilt ved murin modeller av schizofreni 5-7. Ytelse på oppgaven har vist seg å være svært konsekvent, og korrelerer godt med resultatene av andre kognitive atferdstester 6. Målet med dette arbeidet var derfor å tilpasse Puzzle Box oppgave å bli en enkel og pålitelig metode for å bestemme effektiviteten av EE.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Etikk uttalelse: Alle prosedyrer ble godkjent av Animal etiske komité ved University of Sydney og dannet National Health and Medical Research Council of Australia retningslinjer. Prosedyrer ble utført på C57 / BL6J mus som ble oppdratt ved University of Sydney Bosch Gnagere Facility. Alle mus ble plassert i en enkelt tilstrekkelig ventilert rom i 21 ° C omgivelsestemperatur på en 12 timers lys-mørke-syklusen med lysene på ved 0600 timer i individuelt ventilerte bur med ad libitum tilgang til tørr mat og vann. Late-graviditet kvinner ble randomisert til standard eller miljømessig beriket boforhold.

1. Housing (berikelse Levels):

  1. Innhente fire sen-graviditet voksne hunnmus. Tilfeldig tildele 2 til standard tilstand og plassere hver av dem i en ren standard mus bur (dimensjoner 391 x 199 x 160 mm) som inneholder en rød mus igloo. For det anrikede tilstand, plasser remaining to mus i en enkelt ren rotte størrelse bur (dimensjoner 462 x 403 x 404 mm).
  2. Inn i berikelse bur, plasserer en rekke gjenstander laget for å øke sensorisk og motorisk stimulering (f.eks kjører hjul, visuelle stimuli, duftende bomull baller, borrelås).
  3. Hver 2 til 3 dager flytte disse objektene om i bur; oppdatere alle som har blitt ødelagt.
  4. Ved avvenning på 21 dager etter fødselen, sex dyr og sted i mann-kvinne segregert boliger i samsvar med miljøtilstanden de ble reist. For det anrikede betingelse at det er mellom 3 og 10 mus per bur med to og fem mus for standarden. Starte atferds testing når dyr når voksen alder (12-14 uker gamle).

2. Byggingen av Puzzle Box

  1. Få seks stykker av hvit akryl (eller andre ikke-porøst materiale): ett 750 x 280 mm, to 280 x 250 mm, to 750 x 250 mm, og en 150 x 280 mm (se figur 1).
  2. Få ett stykke svart akryl 280 x 250 mm, med en 40 x 40 mm firkantet åpning skåret i den ene siden av dette stykket (se figur 1).
  3. Monter Puzzle Box som følger: bruke 750 x 280 mm brikke som bunnen av boksen, bruker 280 x 250 mm stykker som endene av boksen, og 750 x 250 mm brikker som sidene av boksen.
  4. Mål 150 mm inn i boksen fra den ene enden, og plassere den svarte stykke akryl over boksen slik at den deler den i to avdelinger (en en stor, liten) med åpningen i flukt med bunnen av boksen.
  5. Ta 150 x 280 mm stykke hvit akryl og plassere den på toppen av den minste kammeret av boksen gjør at den dekker dette området fullstendig, og gir en mørk "mål-box" kammer. Påføre dette stykke akryl til kroppen av hovedboksen ved hjelp av hengsler, eller la fri til å bli fullstendig fjernet i løpet av adferdstesting.
  6. Ta 3 stykker av akryl (tre 4 x 120 mm) og bli med å lage en "u-formeted "kanal.

Figur 1
Figur 1: Skjematisk fremstilling av Puzzle Box oppgave. Den puslespill Box er en akrylboks bestående av en åpen-feltområdet (600 x 280 mm) og en skjermet mål-boks-område (150 x 280 mm), som måler 750 x 280 mm i det hele tatt. En 40 x 40 mm åpning i skilleveggen (grå) skiller de to områdene tillater dyr for å få tilgang til den overbygde mål-boksen område fra det åpne feltet. Denne åpningen er blokkert med hindringer som er stadig vanskeligere å fjerne så testing utvikler seg. Dyr gjennomgå en fem-dagers-protokollen, som består av fire obstruksjon forhold med tre forsøk for hver tilstand.

3. Running av Puzzle Box Task

  1. Rengjør Puzzle Box med 70% alkohol. Gjenta dette trinnet mellom hvert dyr testet.
  2. Plasser en ren rød mus igloo innenfor mål-box area av Puzzle Box, og sett på lokket på mål-boksen.
  3. Hvis det er en hindring tilstand som testes, plasser obstruksjon innenfor døren i mål-boksen (se figur 2).
  4. Plasser musen blir testet i den åpne-feltet delen av Puzzle Box, orientert mot mål-boksen, og på slutten lengst fra mål-boksen.
  5. Spill den tiden det tar for alle fire poter av dyret til å gå inn i mål-boksen delen av Puzzle Box.
  6. Hvis et dyr ikke kommer inn i mål-boksen, avslutte rettssaken når den fastsatte fristen er nådd (se tabell 1).
  7. Når en rettssak er ferdig, fjerne dyret fra Puzzle Box og plassere den i en egen beholdning kassen til den neste rettssaken begynner. Hold en 60-180 sek gap mellom prøvelser for hvert dyr.
  8. For hvert dyr, utfører tre forsøk pr dag i fem påfølgende dager med testing, med fire obstruksjon betingelser og tre forsøk med hver tilstand. Den tredje trial av en gitt tilstand hindring alltid bør administreres på en påfølgende dag (se tabell 1).

Tabell 1
Tabell 1: Skjema over Puzzle Box oppgave. The Puzzle Box oppgave er kjørt i fem dager, og består av fire obstruksjon forhold. Det er tre forsøk med hvert av de første fire dager, og en på den femte dagen. Hver hindring tilstand har tre forsøk; de to første på en dag, og den tredje dagen umiddelbart etter. Den første rettssaken mot en hindring tilstand som mål å teste innfødte evne til problemløsning, undersøker den andre rettssaken oppgave oppkjøp og forsterkning, og den tredje studien brukes som en analyse for løsning oppbevaring og tilbakekalling.

Figur 2
Figur 2: Hindreion forholdene i Puzzle Box oppgave. Skjematiske diagrammer av Puzzle Box arena og hindringen forholdene som brukes i denne studien. (A) Tilstand 0 (C0), med ingen hindring stede innenfor døren mellom den åpne-feltet og mål-box områder. (B) Betingelse 1 (C1 ), med et "U-formet" kanal til stede innenfor døren mellom den åpne felt og mål-box områder. (C) Tilstand 2 (C2), hvor kanalen er fylt med rent strø. (D) Tilstand 3 (C3 ), med en "tissue plugg" tilstede innenfor døren mellom den åpne felt og mål-box områder. (E) Tilstand 4 (C4) med et "skumplugg" tilstede innenfor døren mellom den åpne felt og mål-boks områder. Dimensjoner på arenaen er som per oppført i Metoder og figur 1.

4. Tolkning av data

  1. Representere data som enten tid tatt til complett rettssaken (inkludert null forsøk der dyr ikke fullføre oppgaven innen den angitte fristen) eller som antall null forsøk.
  2. Bruk en gjentatte tiltak ANOVA for å vurdere effekten av bolig tilstand på ytelse innenfor Puzzle Box, med obstruksjon type / tilstand (C) og oppgavenummer (T) innenfor-fagene faktorer og berikelse nivå (standard versus beriket) som mellom-fagene faktor .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Resultatene som beskrives her er et representativt utvalg, med data hentet fra flere årskull som består av forskjellige kull. Alle atferds testing ble utført mellom 0700 og 1100 timer, med randomisert testing rekkefølgen av dyr innenfor en kohort. Dyr oppvokst i et beriket miljø (n = 14, 7 kvinnelige og 7 mannlige) tok betydelig mindre tid til å løse hindringen oppgaver innenfor Puzzle Box enn det som er dyrket i et standard miljø (n = 15, 7 kvinnelige og 8 mannlige) (se figur 3) (gjentatt tiltak ANOVA med miljø som mellom-fagene faktor, F = 19,525, p <0,001). Denne effekten av EE på ytelsen ble observert innen enkeltstudier i løpet av Puzzle Box, hvor beriket mus kreves betydelig mindre tid til å løse hver av de enkelte obstruksjon gåter, og var spesielt markert under den første rettssaken mot hver tilstand (Univariat ANOVA med miljø som mellom -subjects faktor: Tilstand 1-studie 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 av kjønn (gjentatt tiltak ANOVA med kjønn som mellom-fagene faktor, F = 1,827, p = 0,188), og heller ikke noen signifikant interaksjon mellom boligmiljøet og kjønn ble observert (gjentatt tiltak ANOVA med miljø og kjønn som mellom-fag faktorer, miljø * kjønn, F = 0,395; p = 0,535).

Figur 3
Figur 3: Miljø beriket mus løse Puzzle Box raskere enn standard plassert dyr Puzzle Box oppgave utførelsen av voksne dyr hevet fra fødselen i enten beriket eller vanlige miljøer, målt ved den tiden det tar for alle fire poter å gå inn i mål-box-området. i løpet av sekunder. Dyr raised i et beriket miljø (rød) løste hindringen oppgaver i Puzzle Box betydelig raskere enn det som er dyrket i en standard miljø (blå) (Gjentatte tiltak ANOVA med miljø som mellom-fagene faktor, F = 19,525, p <0,001). Forbedret ytelse innen individuell obstruksjon pusleoppgaver ble observert for beriket kohorter (Univariat ANOVA med miljø som mellom-fagene Faktor: 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: ingen hindring; C1: U-formet kanal; C2: kanal fylt med strø; C3: vev plugg; C4: skum plugg. C1T1 refererer til tilstand 1, trial en etc. (se tekst). Feilfelt: Standard feil av gjennomsnittet (SEM), beriket n = 14 (7 kvinner, 7 menn), standard n = 15 (7 kvinnelig, 8 mann). *: P <0,05, **: P &# 60; 0,01, ***: P <0,001.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Dataene som presenteres viser at Puzzle Box kan brukes effektivt for å vurdere effekten av EE. Mus oppvokst i beriket miljøer konsekvent tok betydelig mindre tid til å løse obstruksjon oppgaver innenfor dette atferdsanalyse enn gjorde dyr alet innenfor standard laboratorieforhold. Dessuten, denne forskjellen var mest fremtredende i den første rettssaken for tre av de fire forholdene som ble testet, noe som tyder EE har en større innflytelse på et dyrs naturlige evne til problemløsning, i forhold til deres evne til å forsterke eller beholde løsninger på problemene som presenteres av oppgaven .

De største fordelene med Puzzle Box er dens billig materiale kostnadene, enkelhet i form av bygging og gjennomføring, samt en manglende behov for forutgående opplæring av fagene som skal testes. Videre kan fremgangsmåten tilpasses til å utnytte en rekke hindringer materialer og betingelser. For eksempel ble den protokoll som brukes her tilpassetfra tidligere studier som ansatt Puzzle Box å vurdere kognitive evner i en rekke murine sykdomstilstand modellene 5-7. Andre studier har tidligere benyttet varianter av Puzzle Box for å vurdere effekten av kognitiv-styrke antipsykotika 33 og observasjons læring innenfor denne testarena 34. The Puzzle Box tilbyr derfor en atferds oppgave stand til å vurdere et bredt spekter av miljømessige, genetiske og farmakologiske manipulasjoner, samtidig som relativt tid og kostnadseffektivt.

Denne iboende fleksibilitet, men understreker behovet for flere viktige skritt for å lykkes med implementering av oppgaven. Ettersom metoden innebærer den fysiske fjerning av hindringer fra en bestemt åpning i test arena, foreløpige forsøk fastslå hvilke obstruksjon forholdene er egnet og løsbar innenfor definerte tidsgrenser av dyrene som skal vurderes er kritisk viktig. Dette er spesielt relevant når applying oppgaven å bestemme den potensielle rolle berikelse på dyremodeller av nevrodegenerative lidelser som motor evner kan bli alvorlig kompromittert 1-4,16,17. Videre er flere studier på tvers av ulike tidsintervaller som kreves for å grundig vurdere de kognitive evnene til fagene som testes. Selv om oppgaven erverv og oppbevaring er i slekt, kan de betraktes som separate prosesser 35-37. Som funnene i denne studien viser, kan betydelige forskjeller i ytelse være større innenfor en av de faktorene som vurderes.

Selv ventetid var hoved metrisk brukes til å overvåke ytelsen dyr i denne studien, siden protokoll omfatter videoopptak av alle mus som driver den oppgave, er det også mulig å utføre en nærmere analyse av virkemåten i testapparatet. Måten fag fra beriket og standard hevet grupper oppfører seg innenfor arenaen, blant annet på hvilken måte de nærmer hindringer på each fase av oppgaven kan avsløre ytterligere, mer subtile forskjeller i ytelse mellom de to kohortene 38-43. Kombinert med kapasitet til å justere hindringer for å huse dyrene blir testet, har Puzzle Box potensial til å gi en rask og grei måte å få innsikt i påvirkning av miljøfaktorer på en rekke kognitive atferd.

Selv enkel og kraftig, er Puzzle Box ikke en erstatning for en grundigere analyse av kognitiv funksjon. I stedet gir det en rask og pålitelig first pass vurdering av problemløsning, samt oppgave oppkjøp og tilbakekalling som bør da undersøkes mer grundig med konvensjonelle læringsoppgaver. Viktigheten av en slik metode kan ikke overvurderes. Tradisjonelle læringsoppgaver kan kreve en betydelig mengde bli kjent og opplæring av fagene før de kan gi tolkbare resultater, som selv kan innvirkning på ytelsen 44,45. Såledesen effektiv og pålitelig metode for å få en foreløpig vurdering av kognitiv funksjon som lett kan modifiseres til behovene til den enkelte eksperimenter, for eksempel Puzzle Box, er svært fordelaktig.

Gitt at metoder for å lindre og reversere de skadelige symptomer utstilt ved transgene modeller for sykdomstilstander blir stadig utviklet 46,47, en rask og pålitelig metode for å vurdere effektiviteten av tiltakene fra et atferdsperspektiv er kritisk. Dataene presenteres her tyder på at dette Puzzle Box er et nyttig verktøy som vil gjøre slike 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

Atferd Neuroscience mus miljøberikelse Puzzle Box kognitiv atferds Behavioral Task neuroprotection
Bruk av Puzzle Box som et middel for vurdering av effektiviteten i miljøberikelse
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