Abstract
Lang anhaltende Veränderungen im Gehirn oder "Plastizität des Gehirns" zugrunde liegen, adaptives Verhalten und Gehirn Reparatur nach Krankheit oder Verletzung. Des Weiteren können Wechselwirkungen mit der Umwelt Plastizität des Gehirns induzieren. In zunehmendem Maße wird Forschung versucht zu ermitteln, welche Umgebungen Plastizität des Gehirns vorteilhaft für die Behandlung des Gehirns und Verhaltensstörungen zu stimulieren. Zwei Umwelt Manipulationen beschrieben, die Erhöhung oder Verringerung der Anzahl der Tyrosin-Hydroxylase immun (TH +, das geschwindigkeitsbestimmende Enzym in Dopamin (DA) Synthese) Nervenzellen im erwachsenen Maushirn. Die erste umfasst Paarung männlichen und weiblichen Mäusen zusammen kontinuierlich für 1 Woche, das Mittelhirn TH + Neuronen bei Männern steigt um ca. 12%, verringert jedoch Hirn TH + Neuronen um ca. 12% bei Frauen. Die zweite besteht aus Gehäuse-Mäuse kontinuierlich für 2 Wochen im "angereicherten Umgebungen" (EE), die Laufräder, Spielzeug, Seile, Nistmaterial usw., die icherhöh Mittelhirn TH + Neuronen von ca. 14% bei Männern. Darüber hinaus wird ein Protokoll zur gleichzeitigen Infusion von Medikamenten direkt in das Mittelhirn in diesen Umwelt Manipulationen zur Identifizierung Mechanismen umweltinduzierten Plastizität des Gehirns zugrunde liegenden beschrieben. Beispielsweise ist EE-Induktion größer Hirn TH + -Neuronen durch gleichzeitige Blockade von synaptischen Eingangs auf Mittelhirnneuronen aufgehoben. Zusammen zeigen diese Daten, dass die Informationen über die Umgebung über synaptischen Eingang zum Mittelhirn-Neuronen übertragen, um ein oder aus Ausdruck "DA" Gene zu wechseln. So geeigneten Umweltreize oder Drug-Targeting der zugrunde liegenden Mechanismen, könnte hilfreich sein für die Behandlung von Hirn- und Verhaltensstörungen Ungleichgewichte im Mittelhirn DA in Verbindung gebracht werden (zB Parkinson-Krankheit, Aufmerksamkeits-Defizit-und Hyperaktivitätsstörung, Schizophrenie und Drogenabhängigkeit).
Introduction
DArgic Signalisierung von Neuronen im ventralen Tegmentum (VTA) und Substantia nigra pars compacta (SNC) des Mittelhirns wird als wichtig für die Belohnung motiviert kognitive, emotionale und motorische Verhaltensweisen sein. Jedoch verursacht zu viel oder zu wenig Mittelhirn DA Signal viele behindernden Symptome in einer Vielzahl von neurologischen Erkrankungen (zB Parkinson-Krankheit, Aufmerksamkeitsdefizit und Hyperaktivität, Schizophrenie und Drogenabhängigkeit). Medikamente, die erhöhen oder zu verringern DA Signal diese Symptome zu lindern, aber sie produzieren auch Nebenwirkungen zuzuschreiben fehlregulierte Signal und Nebeneffekte. Wirksamkeit von Medikamenten auch lehnt Laufe der Zeit durch kompensatorische Reaktionen des Gehirns. Die Herausforderung besteht daher darin, normale Mittelhirn DA Signal gezielter und physiologische Weise wiederherzustellen, und eine bevorzugte Ansatz ist durch Erhöhung oder Verringerung der Anzahl von Mittelhirn DA Neuronen.
Der Nachweis wurde für sev angesammeltrere Jahrzehnte, dass die Expression von Genen und Proteinen in Metabolisierung und Menschenhandel DA und andere Katecholamine in reifen Erwachsenen Zellen beteiligt ist änderbar (in 1 überprüft). Im Mittelhirn, die Zahl der Tyrosin-Hydroxylase immun (TH +, der geschwindigkeitsbestimmende Enzym im DA-Synthese) Neuronen sinkt dann erhöht folgenden Neurotoxin Verwaltung 2,3, während die Zahl der TH immunonegative (TH) Neuronen zeigt das Gegenteil Muster (dh steigt dann ab 3). Dies ist konsistent mit dem Verlust dann der "DA Phänotyp 'von einigen Zellen zu gewinnen. Die Anzahl der TH + und TH- SNc Neuronen wurde auch gezeigt, die in gleichen aber entgegengesetzten Richtungen nach verschiedenen Behandlungen, die die elektrische Aktivität der Zellen zu verändern 4,5 ändern. Zum Beispiel Infusion des kleinen Leitwert, Calcium-aktivierten Kalium (SK) Kanalantagonist Apamin in Hirn für 2 Wochen verringert die Zahl der TH + und erhöht (durch die gleiche Menge) die number der TH SNc Neuronen 4,5. Demgegenüber Infusion des SK-Kanalagonisten 1- EBIO erhöht die Anzahl der TH + und verringert (um den gleichen Betrag) die Anzahl der TH- SNc Neuronen 4,5. Ähnliche Veränderungen wurden im Anschluss an eine Vielzahl von Behandlungen Targeting SNc neuronale Aktivität, darunter auch einige, die afferenten Eingänge 4 gezielt zu sehen. Dieser scheinbare Regelung der Anzahl der SNc DArgic Neuronen durch neuronale Aktivität und afferenten Input ergibt sich die Möglichkeit, die Umwelt oder das Verhalten können die Anzahl der SNc Neuronen beeinflussen. Tatsächlich erwachsenen Mäusen zu verschiedenen Umgebungen ausgesetzt sind, mehr oder weniger Mittelhirn (SNC und VTA) TH + -Neuronen, und zumindest einige dieser Umgebungsbedingte Änderungen werden durch die gleichzeitige Blockade der synaptischen Eingangs im Mittelhirn 6 aufgehoben. Die Ziele dieser Mitteilung sind: (1) liefern weitere Details über, wie wir unsere Umwelt Manipulationen und Drogen Infusionen umzusetzen; und (2) liefern weitere Daten unterstützen unsere Behauptung, dass der environment regelt die Anzahl von Mittelhirn DA Neuronen, über Zuflüsse.
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Protocol
HINWEIS: Alle experimentellen Verfahren an Tieren wurden durch die Florey Institut für Neurowissenschaften und psychische Gesundheit Tierethikkommission genehmigt und entsprechen den australischen National Health und Medical Research Council veröffentlichten Verhaltenskodex für die Pflege und Verwendung von Tieren zu wissenschaftlichen Zwecken (7. Auflage, 2004).
1. Umwelt Manipulationen
- Geschlecht Pairing
- Verwenden geschlechtsreif (> 8 Wochen alt), bei gleichaltrigen männlichen und weiblichen Mäusen.
HINWEIS: Wir verwenden in der Regel C57BL / 6 Mäusen, haben aber die gleichen Ergebnisse mit Swiss-Mäusen in diesem Protokoll hatte. Wir verwenden in der Regel n = 8 Männchen und n = 8 Frauen für jedes Experiment, eingeteilt in n = 2 Stecker-Stecker-Paare (n = 4 Männer), n = 2 Buchse-Buchse-Paare (n = 4 Frauen) und n = 4 Mann-Frau-Paare (n = 4 Rüden und n = 4 Frauen). - Nach der Ankunft in den Tierhalteeinrichtung, Gruppenhaus die Mäuse nach Geschlecht für> 3 Tage zu akklimatisieren. Hier und throughout das Geschlecht Paarung halten fremde Reize aus der Umwelt (zB Umgebungstemperatur, Licht: Dunkel-Zyklus, Nahrung, Wasser, Handhabung und Reinigung) konstant oder gleichmäßig zu verteilen, um allen Mäusen.
- Jede Maus zufällig ordnet einem Stecker-Stecker-Paar, eine Buchse-Buchse-Paar oder eine Mann-Frau-Paar. Legen Sie jedes Paar in einen sauberen Käfig isoliert (2 Mäuse / Käfig) mit freien Zugang zu Nahrung und Wasser, und einfach zu beherbergen sie auf diese Weise kontinuierlich für 7 Tage.
HINWEIS: Routinetierhaltung ist in diesem Zeitraum OK sondern muss gleichermaßen für alle Mäuse verteilt werden. Achten Sie darauf, Paarung von männlichen und weiblichen Geschwistern zu vermeiden.
- Verwenden geschlechtsreif (> 8 Wochen alt), bei gleichaltrigen männlichen und weiblichen Mäusen.
- Umwelt Enrichment
- Verwenden geschlechtsreif (> 8 Wochen alt), bei gleichaltrigen männlichen oder weiblichen Mäusen.
HINWEIS: Wir verwenden typischerweise n = 18 Mäuse pro Experiment in n = 6 / Behandlungsgruppe eingeteilt. - Nach der Ankunft in den Tierhalteeinrichtung halten sie in Gruppen gehalten in identischen Standard untergebracht (SH) (zB (zB Umgebungstemperatur, Licht: Dunkel-Zyklus, Nahrung, Wasser, Handhabung und Reinigung) konstant oder gleichmäßig zu verteilen, um allen Mäusen.
- Zur Anreicherung der Umwelt zu beginnen, nach dem Zufallsprinzip jedes Maus an einen der drei Gruppen zu: SH; Laufrad (RW) oder Umwelt angereichert (EE) und platzieren Sie jede Gruppe von Mäusen, die zusammen in einem identischen sauberen Käfig mit freien Zugang zu Nahrung und Wasser.
HINWEIS: Hier größeren Rattenhaltekäfige für alle Gruppen, die Messung 27 cm breit, 42 cm lang und 16 cm Tiefe wurden verwendet.- Darüber hinaus bieten die folgenden Umweltbedingungen für jede Gruppe: SH, das nur Wurf (Papier Pellets oder Sägemehl) auf dem Boden; RW mit SH + 2 Laufräder; EE aus RW und Spielzeuge (Seile, Leitern, Tunnel und Objekte wie leere Papierrollen und Stücke von Tissue-Papier), mit dem Explore, spielen, klettern, verstecken und Nest.
- Haus sie auf diese Weise kontinuierlich für 14 Tage.
HINWEIS: Routinetierhaltung ist in diesem Zeitraum OK sondern muss gleichermaßen für alle Mäuse verteilt werden.
- Betreff EE Mäusen zusätzliche "Super-Bereicherung" (SE), indem Sie sie zusammen in einen größeren Käfig mit Roman Spielzeug für 1 Stunde / Tag (gleiche Stunde pro Tag), 5 Tage / Woche.
HINWEIS: Hier wird eine 46 cm breit, 69 cm lang und 40 cm tiefe Kunststoffwanne verwendet wurde.- Pflegen Neuheit, indem sie eine andere Gruppe von Spielzeug jede Sitzung. Reinigen Sie Spielzeug, das sind an Mäusen mit Seifenwasser und 80% Ethanol, um Gerüche zu entfernen erneut vorgelegt werden.
- Nach jeder SE Sitzung geben die Mäuse auf ihre EE Käfig. Handle SH und RW Mäusen das gleiche wie SE-Mäuse (mit Ausnahme der SE selbst) in diesem Zeitraum (zB entfernen und jedes SH und RW Maus aus und in seinen Käfig).
- Verwenden geschlechtsreif (> 8 Wochen alt), bei gleichaltrigen männlichen oder weiblichen Mäusen.
- Zubereitung
- Steriles osmotische Pumpen und Gehirninfusionssets, die im Handel erhältlich sind. Am Tag vor der Implantation unter aseptischen Bedingungen, Prime die Implantate, indem jede Pumpe, Verbindungsrohr und Kanüle mit steriler Arzneimittel oder Vehikel-Lösung (wie in der Anleitung mit den Pumpen geliefert beschrieben). Schließen Sie sie zusammen und Inkubation in steriler Kochsalzlösung über Nacht bei 37 ° C. Inkubieren drogen- und Fahrzeug gefüllte Implantate getrennt um eine Kreuzkontamination zu vermeiden.
- Chirurgie.
HINWEIS: Je nach Land des Experimentators, werden spezielle Tierversuche Genehmigungen oder Zertifikate erforderlich, um solche Arten von Operationen und postoperative Experimente verfolgen.- Sterilisieren Sie alle chirurgischen Geräten und beschäftigen aseptischen Bedingungen in ganz. Anesthetize eine Maus (zB mit 1-2% Isofluran in Luft) und legen Sie sie in einem Sterotaxic Förderturm. Überprüfen Sie die Narkosetiefe während des gesamten Verfahrens und zu verwalten, weiter Betäubung bei Bedarf (zB Fehlen von Gliedmaßen Rückzug auf schädliche Pfote Prise ist ein Hinweis auf eine adäquate Anästhesie). Stellen Sie sicher, die Augen vor Austrocknung durch Schmiermittel Augensalbe geschützt werden und dass die Körpertemperatur der Maus die bleibt während des gesamten Verfahrens normal.
- Machen Sie einen Mittelschnitt durch die Haut ab zwischen den Augen und Finishing 2 cm an der hinteren Kante des Schädels posterior. Blunt die Haut von der darunter liegenden Faszie über den Rücken der Maus zu zerlegen, um eine subkutane "Tasche" groß genug, um bequem zu passen die Pumpe und Verbindungsrohr sobald die Kanüle implantiert ist (das Verbindungsrohr nicht bei Beendigung gebogen werden) zu erzeugen. Kratzen Sie deaktivieren Sie die Blende aus über die Dorsalseite des Schädels.
- Mit einer etwa 1,5 mm Durchmesser Zahn Grat, einen Drilldown in den Schädel zu dem entsprechenden stereotaktischen Koordinaten until eine dünne, flexible Schicht der Knochenreste. Peel diese Schicht entfernt mit feinen Pinzetten (dies vermeidet eine Beschädigung des darunter liegenden harten Hirnhaut und des Gehirns mit dem dentalen Bohrers). Stellen Sie sicher, der Schädel aller Blut- und Knochenfragmente zu reinigen, und dass es keine weiteren Blutungen.
- Mit der Kanüle durch einen Kanülenhalter gehalten wird, setzen Sie die Pumpe und Verbindungsrohr in das Unterhaut "Tasche", die über die Maus zurück. Als nächstes stellen Sie den Spitze der Kanüle an den entsprechenden stereotaktischen Koordinaten und auf der Oberfläche des Gehirns. Die Kanüle in das Gehirn vorsichtig absenken aber halt ca. 1 mm vor der gewünschten Tiefe.
ANMERKUNG: Die restlichen Tiefe wird nach Aufbringen der ersten Schicht aus Dentalacryl ausgehandelt werden. - Wieder sicher, dass die Oberfläche des Schädels sauber und trocken ist, dann bereiten Sie ein kleines Volumen der zahnärztlichen Acryl und mit einem Zahnstocher, um sie über die gesamte freiliegende Fläche des Schädels zu glätten, einschließlich in den Grat-Loch durch den Schädel um the Kanüle. Bevor der Acryl härtet, senken die Kanülenspitze die verbleibende Tiefe in das Ziel.
- Bereiten weiteres kleines Volumen der Dentalacryl und Schicht dieses über den ersten als auch über dem weißen Kunststoffträger für die Kanüle, um die Kanüle zu fixieren. Wiederholen mit zusätzlichen Schichten aus Acryl, wie notwendig.
- Sobald die Acrylausgehärtet ist, entfernen Sie vorsichtig den Kanülenhalter und schneiden Sie die weiße Kunststoff abnehmbare Registerkarte Kanüle mit einer Skalpellklinge mit einer Butanflamme erhitzt. Schließlich Naht der Haut über das gesamte Implantat geschlossen.
- Postoperative Behandlung der Tiere
- Bewerben Wundsalbe auf die Haut Margen und verwalten eine entzündungshemmende, um der Maus (zB Meloxicam, 3 mg / kg sc). Entfernen Sie die Maus aus dem Rahmen, legen Sie sie unter einer Wärmelampe, und beobachten Sie, bis er wieder zu sich kommt. Sie eine Maus, die Operation, um der Gesellschaft von anderen Tieren unterzogen wurde, bis vollständig erholt nicht zurück.
HINWEIS: Experimental Manipulationen wie Geschlecht Paarung und Umwelt Anreicherung begonnen oder wieder aufgenommen am Tag nach der Operation so früh werden. - Überwachung ihres Körpergewichts, allgemeinen Verhalten und Aussehen täglich. Behandeln Sie Anzeichen einer Infektion (zB Schwellung, Rötung, Eiter) um chirurgische Einschnitte mit topischen Wundsalbe. Gönnen keine Anzeichen Krankheit, Schmerzen, Stress oder Unbehagen (zB Verlust von> 10% des Körpergewichts, sozialer Rückzug, mangelnde Pflege, "Flusen", Bewegung Dysfunktion, Krampfanfälle) mit systemischen Analgetika und / oder Antibiotika wie nötig.
- Euthanize Mäusen, wenn> 15% Gewichtsverlust oder Symptome einer Krankheit, Schmerzen, Stress oder Unbehagen sind nicht behebbar innerhalb 1 Woche nach Heilbehandlung.
- Bewerben Wundsalbe auf die Haut Margen und verwalten eine entzündungshemmende, um der Maus (zB Meloxicam, 3 mg / kg sc). Entfernen Sie die Maus aus dem Rahmen, legen Sie sie unter einer Wärmelampe, und beobachten Sie, bis er wieder zu sich kommt. Sie eine Maus, die Operation, um der Gesellschaft von anderen Tieren unterzogen wurde, bis vollständig erholt nicht zurück.
3. Hirngewebepräparation, Immunhistochemische Verarbeitung und Stereologie
- Perfusion
- Unmittelbar nach ökologischen / Droge Manipulationen, bereiten das Gehirn für die Studie.
- Erste verwalten eine Überdosis des Narkosemittels, um die Mäuse zu töten (zB 100 mg / kg ip Natriumpentobarbiton). Einmal betäubt, aber bevor das Herz aufhört zu schlagen, legen Sie die Maus auf den Rücken und Krawatte oder fassen beide Vorderbeine.
- Mit einem Skalpell weggeschnitten die Haut über der Thorax dann durch den Muskel gerade unterhalb des Brustkorbs einschneiden in die Bauchhöhle. Legen Sie eine Klemme an der Schwertfortsatz des Brustkorbs und heben Sie den Brustkorb nach oben und weg von der Leber Freilegung der Membran.
- Schnitt durch die Membran und durch die Rippen seitlich auf beiden Seiten mit großen Scheren, bis der Brustkorb kann über den Kopf, um die Lunge und Herz aussetzen zurückgeklappt werden. Mit einer feinen Schere machen einen kleinen Schnitt im rechten Vorhof als Ausgangspunkt für Blut und Lösungen durchströmt, dann durch die Basis des linken ventri geschnittenkel und legen eine Kanüle nach oben durch den linken Ventrikel, dem linken Atrium und in der Aorta.
- Klemmen Sie die Kanüle an Ort und Stelle dann Pumpe warm (37 ° C) mit Heparin und 0,1 M phosphatgepufferter physiologischer Kochsalzlösung (PBS) durch das Gefäßsystem, bis die Lösung Verlassen des rechten Vorhof ist völlig frei von Blut. Als nächstes wird die Pumpe kaltem (4 ° C) Fixierlösung (wie beispielsweise 4% Paraformaldehyd in PBS) durch das Gefßsystem, bis der gesamte Maus ist gut fixiert. Entfernen Sie das Gehirn und in PBS mit 30% Saccharose für 2-3 Tage, bis das Gehirn sinkt.
Hinweis: andere Arten von Gewebe Vorbereitung könnte abhängig von der Expertise in der entsprechenden Labor angewendet werden.
- Unmittelbar nach ökologischen / Droge Manipulationen, bereiten das Gehirn für die Studie.
- Vorbereitung der im Streubesitz befindlichen Kryoschnitte
- Schneiden Sie die Serienschnitte durch die Hirnregionen von Interesse und sammeln diese in PBS.
HINWEIS: Wir schneiden 40 & mgr; m dicke Schnitte mit Hilfe eines Kryostaten. Andere Arten von Gewebe Schnitte können je nach Know-how in den entsprechende angewendet werdenng Labor.
- Schneiden Sie die Serienschnitte durch die Hirnregionen von Interesse und sammeln diese in PBS.
- Immunhistochemie
- Führen Standard Immunhistochemie für Proteine von Interesse. Abschnitte in 5% normalem Ziegenserum und 0,3% Triton X-100 in PBS bei Raumtemperatur inkubiert für 30 min, dann eine Immunreaktion mit einem polyklonalen Kaninchen-Anti-TH (1: 400) bei 4 ° C für 48 Stunden inkubiert, anschließend polyklonaler biotinylierter Ziege-Anti -rabbit (1: 1000) bei Raumtemperatur für 2 Std.
- Weiter, Inkubation in Avidin-Peroxidase (1: 500) bei Raumtemperatur für 1 h, dann in Kobalt- und Nickel-verstärkten Diamino-benzidin (0,5 mg / ml) bei Raumtemperatur für 18-20 min; für die letzten 3-5 min der Diamino-Benzidin Inkubation Zugabe von Wasserstoffperoxid (0,01%) an Chromogen Ausfällung katalysieren. Dreimal für 10 Minuten jeden Waschabschnitte in PBS vor, nach und zwischen jeder der oben genannten Schritte.
- Montieren Sie die Abschnitte über verkleistert Objektträger, Luft trocknen, dann Nissl-Färbung (neutral rot), entwässern in Alkohol, klar (X-3B) und Deckglas.
- Schätzen Sie die Gesamtzahl der TH + und TH- SNc (und VTA und LC) Neuronen mit unvoreingenommene stereo Methoden. Stellen Sie sicher, dass die stereologist ist blind für die Behandlung erhalten. Ausschließen Glia auf der Grundlage Soma Durchmesser <5 um und zählen nur jene Zellen, die mit einem sichtbaren Kern.
- Identifizieren Sie die SNc (und VTA und LC) von den räumlichen Positionen der TH + Zellen und anatomischen Landmarken / Grenzen nach den Hirnatlas von Paxinos und Watson 7. Graf TH + Zellen innerhalb einer Zählung Rahmen (55 x 55 & mgr; m = 3025 & mgr; m 2) in regelmäßigen vordefinierten Zeitabständen (x = 140 um, y = 140 um für SNc; x = 100 um, y = 100 & mgr; m für VTA und LC) während jeder Kern in jedem vierten Abschnitt.
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Representative Results
Erwachsene Mäuse diesen Umwelt Manipulationen unterworfen wurden Zahlen Hirn (SNC und VTA), aber nicht LC verändert, TH + -Neuronen und EE sowie gleichzeitige Hirn Infusion von Picrotoxin oder Bicucullin (GABA A-Rezeptor-Antagonisten) aufhebt EE-Induktion größer SNc TH + Neuronen. Diese Daten wurden zuvor in 6 veröffentlicht. Die vorliegenden Daten wurden in Wiederholungsversuchen als Teil dieser früheren Studie durchgeführt zusammengestellt, aber noch nicht an anderer Stelle veröffentlicht.
Insbesondere erwachsenen männlichen Mäusen, die mit adulten weiblichen Mäusen gepaart wurden, haben mehr TH + SNc und VTA (Mittelhirn) Neuronen als Männchen gepaart mit Männern, während die Weibchen gepaart mit Männern haben weniger TH + SNc und VTA Neuronen als Weibchen gepaart mit Frauen (Abbildung 1 in 6). Ein weiteres Beispiel für diese wird hier in Abbildung 1, die die Mittelwerte ± SE Anzahl der TH + SNc Neuronen in männlichen und weiblichen Mäusen fo zeigt sofort bereitgestelltllowing Geschlecht Paarung. Männchen mit Weibchen gepaart 7 Tage lang haben rund 12% mehr TH + SNc Neuronen als Männchen gepaart mit Männern (zwei blaue Säulen in Abbildung 1). Im Gegensatz dazu Weibchen gepaart mit Männchen haben ca. 12% weniger TH + SNc Neuronen als Weibchen gepaart mit Frauen (zwei roten Spalten in Abbildung 1).
Die Anzahl der TH + SNc und VTA Neuronen erhöht auch in erwachsenen männlichen Mäusen unterworfen EE (Abbildung 2 in 6) und EE-Induktion größer SNc TH + Neuronen wird durch die gleichzeitige Blockade der Mittelhirn GABA-A-Rezeptoren (Abbildung 3 in 6) aufgehoben. Ein weiteres Beispiel dafür ist hier in Figur 2, in EE bei Fahrzeug Infusion ergab ungefähr 14% mehr TH + SNc Neuronen als SH mit Fahrzeug Infusion (die beiden linken Säulen in Figur 2) vorgesehen. Allerdings EE mit GABA A-Rezeptor-Antagonisten-Infusion (entweder 10 uM Picrotoxin oder 51; M Bicucullin) dieser Erhöhung (rechten beiden Spalten in 2) vollständig aufgehoben. Beachten Sie, diese Daten aus dem SNc kontralateral zu der Infusionskanüle, und sind fast identisch mit den in der ipsilateralen SNc die in 6 angegeben wurden beobachteten Wirkungen.
Abb. 1: Die Einflüsse des Geschlechts Paarung von der Anzahl der SNc TH + Neuronen Unmittelbar nach 7 Tagen nach Geschlecht Paarung (Protokoll 1.1) erwachsenen Mäusen durchströmt (3,1), deren Mittelhirns geschnitten wurde (3.2) wurden die Schnitte für die Tyrosin-Hydroxylase verarbeitet (TH , das geschwindigkeitsbestimmende Enzym in DA-Synthese) Immunhistochemie (3.3), und die Zahl der TH + SNc Neuronen wurden mit Stereologie (3.4 geschätzt). Hier aufgetragen sind der Mittelwert ± SE Anzahl SNc TH + -Neuronen bei männlichen Mäusen gepaart mit männlichen Mäusen (n = 4 männlichen Mäusen von n = 2 Stecker-Stecker-Paare, hellblau colUMN), Männchen mit Weibchen (gepaart n = 6 männlichen Mäusen von 6 Mann-Frau-Paare, dunkelblau Spalte), Weibchen gepaart mit weiblichen (n = 8 weiblichen Mäusen von n = 4 Buchse-Buchse-Paare, hellrot Spalte), und Weibchen gepaart mit männlichen (n = 6 weiblichen Mäusen von n = 6 männlich-weiblichen Paare, dunkelrot Spalte). Pairing mit dem anderen Geschlecht zu einem Anstieg der Zahl der SNc TH + Neuronen bei Männern, aber einen Rückgang der Anzahl der SNc TH + Neuronen bei Frauen (p <0.001 One-way ANOVA; * p <0,05 Tukey paarweisen multiplen Vergleichen).
Abbildung 2: Auswirkungen von Umwelt Anreicherung mit Hirn GABA A-Rezeptor-Blockade auf die Zahl der TH + -Neuronen SNc Unmittelbar nach 14 Tagen Umgebungs Anreicherung (Protokoll 1.2) bei gleichzeitiger Infusion von entweder Vehikel, die GABA-A-Rezeptor-Antagonisten p.icrotoxin (10 & mgr; M) oder die GABA-A-Rezeptor-Antagonisten Bicucullin (5 uM) in den linken Mittelhirn (Protokoll 2), erwachsene männliche Mäuse wurden perfundiert (3,1), deren Mittelhirnschnitt wurde (3.2) wurden die Schnitte für Tyrosinhydroxylase verarbeitet ( TH, das geschwindigkeitsbestimmende Enzym in DA-Synthese) Immunhistochemie (3.3), und die Zahl der TH + Neuronen in der rechten Seite (kontralateral) SNc wurden mit Stereologie (3.4) geschätzt. Hier aufgetragen sind der Mittelwert ± SE Anzahl der SNc TH + Neuronen im Standard untergebracht (SH) männlichen Mäusen mit Fahrzeug-Infusion (n = 6, hellblau Spalte), Umwelt angereichert (EE) Männchen mit Fahrzeug-Infusion (n = 6, erste dunkelblau Spalte), Männchen EE mit Picrotoxin Infusion (n = 6, zweite Spalte dunkelblau) und EE Männer mit Bicucullin Infusion (n = 6, dritter dunkelblau Spalte). EE zu einer Zunahme in der Anzahl der SNc TH + -Neuronen, aber dies wurde durch Infusion von Picrotoxin oder Bicucullin in das kontralaterale Hirn aufgehoben (p <0,001 One-way ANOVA; * P <0,001 Tukey paarweisen multiplen Vergleichen).
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Discussion
Umwelt Manipulationen
Die Motivation für die Gestaltung dieser Umwelt Manipulationen (Geschlecht Paarung und Umweltanreicherung) war es, ob die Umwelt zu bestimmen, und / oder das Verhalten von der Umwelt aufgefordert, sich mit den Veränderungen in der Anzahl der Mittelhirn DA Neuronen verbunden. Der Schwerpunkt lag daher auf die Bereitstellung von Umgebungen und stimulierende Verhaltensweisen, die wahrscheinlich im Mittelhirn DA Signal engagieren. Dazu gehörten Paarung mit dem anderen Geschlecht, und Anreicherung der Umwelt mit Zugriff auf Laufräder, Seile, Leitern, Tunnels, und Objekte zu entdecken, spielen, klettern, verstecken und Nest. Beide Umgebungen sollten Belohnung motiviert kognitive, emotionale und motorische Verhaltensweisen, die mit akuten Anstieg der Mittelhirn DA neuronaler Entladung und DA Freisetzung in Verbindung gebracht wurden fördern (zB 8). Unsere Hypothese war sie auch mit länger anhaltenden Veränderungen im Mittelhirn DA Signal br verbundensollte durch Veränderungen in der Anzahl der Mittelhirn-DA-Neuronen. Hier und anderswo 6 wird vorgelegten Beweise, dass dies tatsächlich der Fall ist.
Unsere Untersuchungen begannen mit dem Gender-Pairing-Protokoll (1.1), weil es eine Kern ursprüngliche und wesentliche Belohnung motiviert Verhalten (dh Kopulation) aufweist. Auch Reproduktions, Paarbildung und soziale Verhaltensweisen sind bekannt, um analoge Änderungen in anderen neurochemischen Systemen (zB Veränderungen in der Dichte von Oxytocin, Vasopressin und Corticotropin-Releasing-Hormon-Zellen in Hypothalamus 9) zu induzieren. In der Tat, nach 7 Tagen der kontinuierlichen Kopplung mit dem anderen Geschlecht, zeigen wir hier und anderswo 6, die Männchen haben ca. 10% mehr TH + Mittelhirn-Neuronen, während die Weibchen ungefähr 10% weniger TH + Mittelhirn-Neuronen [Anmerkung: Diese Effekte umfassen SNc (vorliegende Studie und 6) und VTA 6, nicht aber der Locus coeruleus 6, wobei TH hilft synthetisieren Noradrenalin].Dies stützt die Annahme, dass die Anzahl der Mittelhirn-DA-Neuronen im erwachsenen Gehirn ist nicht fest, sondern ändert sich abhängig von der Umgebung, des Verhaltens oder der Umwelt / Verhaltens-Wechselwirkungen. Andere Beweise sprechen diese Änderungen durch Veränderungen in der Expression des TH-Gen und Protein in vorhandenen Mittelhirn-Neuronen gebracht, im Gegensatz zu DA Neurogenese oder Degeneration. (1) DA Neurogenese im erwachsenen Maushirn erfolgt entweder gar 10-14 oder mit Raten viel niedriger als für die Zugabe von etwa 500 neue SNc DA-Neuronen in einer Woche 15,16 ausmachen. (2) Studien zu quantifizieren Veränderungen in Anzahl der SNc Neuronen nach 2 Wochen Infusionen von verschiedenen Medikamenten, die die elektrische Aktivität der Neuronen im Mittelhirn haben konsequent zeigte gleich (wieder ca. 10%), aber entgegengesetzte Änderungen TH + und TH- Zellen, was zu keiner Nettoänderung die Gesamtzellzahl 4,5. Dies ist in Übereinstimmung mit der Regelung der TH-Proteinspiegel über oder unter immunhistochemisch detectable Ebenen ohne Addition oder Subtraktion von Neuronen. (3) Viele Studien haben aktivitätsabhängigen Veränderungen in TH-Gen und Proteinexpression in den Zellen über einen Zeitrahmen von einigen Stunden 17-23 berichtet, und dieselbe hat im Mittelhirn 4 berichtet.
Es fragt sich daher, was sind die Mechanismen, die Veränderungen in der Expression des TH-Gen und Protein in vorhandenen Mittelhirn-Neuronen. Möglich sind Sexualhormone, die sowohl die Basis Unterschiede in der Anzahl der TH + Mittelhirn-Neuronen bei Männern und Frauen zugrunde liegen, aber auch geschlechtsspezifische Veränderungen (erhöht bei Männern und bei Frauen nimmt ab) folgende Paarung hier und zuvor 6 ausgewiesen. Eine andere Möglichkeit ist aktivitätsabhängige Regelung der TH Ausdruck. SNc und VTA Neuronen (beide DA und nicht-DA) erhalten synaptischen Eingangs überwiegend aus dem Striatum, Hypothalamus, Nucleus subthalamicus und frontalen Kortex 24. Im Rahmen der Gender-Paarung, diese Eingängekönnte durch sensomotorische Verhalten olfaction, Pheromone, Stress, den Stoffwechsel oder die Wiedergabe geregelt werden. Aktivitätsabhängige Regelung der TH-Expression konnte über Calcium oder Neuropeptid Signalwege Gen- und Proteinexpression beeinflussen vermittelt werden (zB 1).
Zur besseren Unterscheidung zwischen Sexualsteroid gegen aktivitätsabhängigen Mechanismen, die die Auswirkungen von Geschlechter Paarung von der Anzahl der Neuronen im Mittelhirn DA wir die Umwelt Bereicherung Protokoll (1.2), die bessere Kontrollen vor den möglichen Einfluss der Sexualhormone und vielleicht auch andere Hormone verwendet ( B. Pheromone, Stress, Reproduktion), und für den potentiellen Einfluss afferenten getriebenen neuronalen Aktivität. Maßgeblich ist hier die verschiedenen Gruppen waren viel ähnlich in Bezug auf Geschlecht (alle Männer), Hormone, sozialen Status und Stress. Obwohl sozialen Status und Stress immer noch zwischen den Gruppen (zB ein dominanter und aggressiver männlichin einer Gruppe), ist es unwahrscheinlich wäre immer die gleiche Gruppe (zB EE) und die Wirkungen von EE wurden inzwischen mehrfach 6, repliziert wird. In EE, das Ausmaß der Erhöhung der Mittelhirn-TH + Neuronen war die gleiche wie in der geschlechtsspezifischen Paarungsprotokoll (vergleiche Männchen in den Figuren 1 und 2 dieser Studie und die Figuren 1 und 2 in 6). Darüber hinaus wurde die EE-induzierte Zunahme der SNc TH + Neuronen durch Anreicherung der Umwelt hervorgerufen vollständig durch die gleichzeitige Blockade der Mittelhirn GABA-A-Rezeptoren (Abbildung 2 dieser Studie und 3 in 6), die rund 70% der Zuflüsse zum Mittelhirn DA bieten abgeschafft Neuronen 25. Zusammen zeigen diese Daten, afferenten getriebenen neuronalen Aktivität ist mindestens so potent ein Einfluss auf die Anzahl der Mittelhirn-DA-Neuronen als Hormone.
Weitere Einblicke in die Umwelt factors Regulierung der Anzahl von Mittelhirn-TH + -Neuronen stammt aus einem Vergleich der Auswirkungen von RW und EE. RW besteht aus einem gut gelernt oder banal Motorik (auf die Räder laufen), während EE umfasst eine ähnliche Menge an einer solchen Tätigkeit, wenn auch der größere Vielfalt (dh verschiedene Spielzeuge, aber unverändert im Laufe der 14 Tage) sowie laufende Belastung durch neuartige Spielzeug SE Komponente (1.2.4). Unsere zuvor veröffentlichten Daten 6 zeigte keine oder geringe Erhöhungen in SNc und VTA TH + Neuronen im RW im Vergleich zu SH Mäusen, aber viel größeren Anstieg der EE (+ SE) Mäusen. Dies unterstreicht die sensorische Stimulation, Wahrnehmung, Neuheit und / oder Lernen und Gedächtnis als potenter Regulatoren der Anzahl von Mittelhirn DA Neuronen als banal körperliche Aktivität allein.
EE wurde ausgiebig verwendet, um therapeutische Wirkungen zu induzieren und verstärken Gehirnreparatur in verschiedenen Tiermodellen von Gehirnerkrankungen, wie Alzheimer, Chorea Huntington und Parkinson-Krankheit 26. Die natur solcher Umwelt Manipulationen ist, dass sie weitgehend variieren zwischen Laboratorien (wie auch "Standard-gebracht 'Bedingungen), aber es gibt wesentliche Aspekte der EE-Protokolle, die bemerkenswert sind und zuvor diskutierten 27 gewesen. EE eine erhöhte Umwelt Neuheit und Komplexität in Bezug auf Standard-Gehäuse, um Ebenen der sensorischen Stimulation, kognitive Aktivität und Bewegung zu verbessern. Bei der Entwicklung EE-Experimente, muss man ethologischen Faktoren, einschließlich der sensorischen und kognitiven Fähigkeiten der Tiere und ihre instinktive Antriebe berücksichtigen. Da Mäuse (und Ratten) sind nachtaktiv, mit minderwertigen visuellen Fähigkeiten für den Menschen, aber ausgezeichnete somatosensorischen und olfaktorische acuities sollten die Bereicherung Objekte die angeborenen Instinkte und Fähigkeiten der Versuchstiere zu reflektieren. Daher ist es die Neuheit, Form, Textur und Geruch der Gegenstände, die besonders ausgeprägte Mäusen sein kann. Die Beurteilung von der relativen Stärke der Nager motitionen für eine Vielzahl von Bereicherung Objekte zu Empfehlungen geführt für die Aufnahme von Kautabletten Objekte, damit die Möglichkeit, grundlegende, arttypische Verhaltensweisen 28,29 auszuüben. Die Bereitstellung von Nistmaterial wird als ein wesentlicher Bestandteil des Anreicherungsprotokoll und Mäusen instinktiv keine Gegenstände aus Papier oder Pappe reißen, wodurch eine Chance für die sensorische, kognitive und motorische Aktivitäten 30,31. Es ist auch wichtig, dass in einem Experiment mit mehreren EE Käfigen entspricht Neuheit und Komplexität der Objekte vorgesehen ist, um die Varianz in der EE-Gruppe zu minimieren, und eine ähnliche Steuerung der Umgebungsparameter sollten für die SH-Gruppe ausgeübt werden. Idealerweise sollte die Zahl der Mäuse pro Käfig gleich zwischen EE und SH-Gruppen (es sei denn, die Auswirkungen der sozialen Gruppengröße werden speziell untersucht) sein und keine "Nahrung Leckereien 'sollte in EE verwendet werden, wie alle Nahrungs Unterschiede zwischen den Gruppen konnte verwirren ter Interpretation der Auswirkungen der kognitiven Aktivität und körperliche Bewegung, die EE verbessert 12. Weitere wichtige Aspekte sind die Dauer der Exposition gegenüber einer angereicherten Umwelt und das Alter, in dem die Anreicherung beginnt. Während unterschiedliche Expression von Genen wurde nach 3 h in einem angereicherten Umgebung 32 gezeigt, kann längere Belichtungs für strukturelle und funktionelle Veränderungen erforderlich auftritt 33,34. Darüber hinaus kann die Anreicherung induzierten Plastizität während der postnatalen kritischer Entwicklungsperioden 35 verbessert werden.
Osmotischen Pumpe und Gehirninfusionskanüle Implantate für die Arzneimittelinfusionen
Die osmotische Pumpe und Kanülenimplantate sind sehr effektiv für die Verabreichung von Medikamenten direkt in das Gehirn. Mit Erfahrung, nimmt der Implantatchirurgie ca. 1 Stunde pro Maus. Dental Acryl allein genügt, um die Kanüle an Ort und Stelle über einen längeren Zeitraum (Hinweis zu beheben: Wir haben bis zu 28 Tage in o gegangenther Experimente); es gibt keine Notwendigkeit für zusätzliche Befestigungsteile, wie Knochenschrauben. Es ist wichtig, um sicherzustellen, gibt es viel Durchhang in der Röhre, die die Pumpe und der Kanüle, um maximale Kopf-Hals-Beugung, ohne zu viel Stress auf die Verbindungen zu. Dies gilt insbesondere für Langzeitinfusionen, wo das Wachstum von Bindegewebe um die Pumpe kann es an Ort und Stelle zu verankern, wodurch die Flexibilität des Implantats verringert wird. Wo es möglich ist, auch Mäuse einzeln untergebracht nach der Operation, um Mitbewohner Beschädigung des Implantats durch Kratzen, Ziehen oder Beißen zu verhindern. Die Dosis des Arzneimittels wird im Wesentlichen durch die Menge an der Pumpe aufgenommen bestimmt. Jedoch wird in dieser Hinsicht Aufmerksamkeit sollte auch der Pumpenströmungsrate, die chemische Stabilität des Arzneimittels bei 37 ° C, und die Rate der Diffusion des Arzneimittels aus der Kanüle durch das Gehirn zu bezahlen. Die derzeit verfügbaren Pumpen von unserem Lieferanten können Infusion für bis zu 6 Wochen bei einer Fließgeschwindigkeit von 0,15 ul / h zu halten; die schnelleest verfügbaren Durchsatz beträgt 10 & mgr; l / h, aber dauerhaft für nur 1 Woche. Längere Infusionszeiten können durch Ausführen einer zusätzlichen kleinere Operationen an abgereichertem Pumpen mit voller Pumpen auf der Rückseite der Verbindungsröhre zu ersetzen (dh ohne Störung des implantierten Kanüle) erreicht werden. Die räumliche Ausdehnung von Methylenblau (1% Methylenblau, MW 320, in 0,9% NaCl) Diffusion aus einer Kanülenspitze implantiert 0,3 mm über der linken SNc Mitte entlang ihrer mediolateral Aspekt wurde gemessen, von der Seitenkante des Mittelhirns zu verlängern nur über die Mittellinie mediolateral und über den gesamten Umfang dorsoventral des Mittelhirns (nach 2 Wochen der Infusion). Das ist viel weiter verbreitet als ein kleiner Kern wie SNc und die Verbreitung des Drogen größer (oder kleiner) je nach MW, chemische Stabilität, Puffer usw. Tatsächlich kann man die aus den vorliegenden Daten zu schließen sein (Abbildung 2), dass sowohl Picrotoxin und Bicucullin in biologisch aktiven concentrati erreichte den kontralateralen SNcons.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Isofluorane | Baxter Healthcare Pty Ltd, Baxter Drive, NSW 2146, Australia | AHN3640 | |
| ALZET Osmotic pump 1002 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0004317 | |
| ALZET Brain infusion kit 1 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0004760 | |
| ALZET cannula holder 1 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0008860 | |
| Vertex Monomer Self-curing (dental acrylic solvent) | Vertex Dental, Postbus 10, 3700 AA ZEIST, The Netherlands | n/a | |
| Vertex Self Curing (dental acrylic powder) | Vertex Dental, Postbus 10, 3700 AA ZEIST, The Netherlands | n/a | |
| METACAM (Meloxicam) | Troy Laboratories, 98 long Street, smithfield NSW 2164 Australia | L10100 | |
| Sodium Pentobarbitone | Lethabarb, Virbac, Milperra, NSW, Australia | 571177 | |
| Normal goat serum | chemicon-temecula, CA | S26-Litre | |
| Triton X-100 | Merck Millipore Headquarters , 290 Concord road, Billerica, MA 01821 | 1.08603.1000 | |
| Polyclonal rabbit anti-tyrosine hydroxylase | Merck Millipore Headquarters , 290 Concord road, Billerica, MA 01821 | AB152 | |
| Polyclonal biotinylated goat anti-rabbit | Dako Australia Pty. Ltd., Suite 4, Level 4, 56 Berry street, North Sydney, NSW, Australia 2060 | EO432 | |
| Avidin peroxidase | Sigma-aldrich, Castle Hill, NSW 1765 AU | A3151-1mg | |
| Diamino-benzidine | Sigma-aldrich, Castle Hill, NSW 1765 AU | D-5637 | |
| Stereo Investigator | MicroBrightField Bioscience, 185 Allen Brook Lane, Suite 101, Williston, VT 05495 | n/a |
References
- Aumann, T., Horne, M. Activity-dependent regulation of the dopamine phenotype in substantia nigra neurons. Journal of neurochemistry. 121, 497-515 (2012).
- Sauer, H., Oertel, W. H. Progressive degeneration of nigrostriatal dopamine neurons following intrastriatal terminal lesions with 6-hydroxydopamine: a combined retrograde tracing and immunocytochemical study in the rat. Neuroscience. 59, 401-415 (1994).
- Stanic, D., Finkelstein, D. I., Bourke, D. W., Drago, J., Horne, M. K. Timecourse of striatal re-innervation following lesions of dopaminergic SNpc neurons of the rat. The European journal of neuroscience. 18, 1175-1188 (2003).
- Aumann, T. D., et al. Neuronal activity regulates expression of tyrosine hydroxylase in adult mouse substantia nigra pars compacta neurons. Journal of neurochemistry. 116, 646-658 (2011).
- Aumann, T. D., et al. SK channel function regulates the dopamine phenotype of neurons in the substantia nigra pars compacta. Experimental neurology. 213, 419-430 (2008).
- Aumann, T. D., Tomas, D., Horne, M. K. Environmental and behavioral modulation of the number of substantia nigra dopamine neurons in adult mice. Brain and behavior. 3, 617-625 (2013).
- Paxinos, G., Franklin, K. B. J. The mouse brain in stereotaxic coordinates. , 2nd, Academic Press. (2001).
- Schultz, W. Behavioral dopamine signals. Trends in neurosciences. 30, 203-210 (2007).
- Sun, P., Smith, A. S., Lei, K., Liu, Y., Wang, Z. Breaking bonds in male prairie vole: long-term effects on emotional and social behavior, physiology, and neurochemistry. Behavioural brain research. 265, 22-31 (2014).
- Aponso, P. M., Faull, R. L., Connor, B. Increased progenitor cell proliferation and astrogenesis in the partial progressive 6-hydroxydopamine model of Parkinson's disease. Neuroscience. 151, 1142-1153 (2008).
- Frielingsdorf, H., Schwarz, K., Brundin, P., Mohapel, P. No evidence for new dopaminergic neurons in the adult mammalian substantia nigra. Proc Natl Acad Sci U S A. 101, 10177-10182 (2004).
- Lie, D. C., et al. The adult substantia nigra contains progenitor cells with neurogenic potential. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 22, 6639-6649 (2002).
- Chen, Y., Ai, Y., Slevin, J. R., Maley, B. E., Gash, D. M. Progenitor proliferation in the adult hippocampus and substantia nigra induced by glial cell line-derived neurotrophic factor. Experimental neurology. 196, 87-95 (2005).
- Yoshimi, K., et al. Possibility for neurogenesis in substantia nigra of parkinsonian brain. Ann Neurol. 58, 31-40 (2005).
- Shan, X., et al. Enhanced de novo neurogenesis and dopaminergic neurogenesis in the substantia nigra of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine-induced Parkinson's disease-like mice. Stem Cells. 24, 1280-1287 (2006).
- Zhao, M., et al. Evidence for neurogenesis in the adult mammalian substantia nigra. Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 7925-7930 (2003).
- Baker, H., Kawano, T., Margolis, F. L., Joh, T. H. Transneuronal regulation of tyrosine hydroxylase expression in olfactory bulb of mouse and rat. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 3, 69-78 (1983).
- Black, I. B., Chikaraishi, D. M., Lewis, E. J. Trans-synaptic increase in RNA coding for tyrosine hydroxylase in a rat sympathetic ganglion. Brain research. 339, 151-153 (1985).
- Zigmond, R. E., Chalazonitis, A., Joh, T. Preganglionic nerve stimulation increases the amount of tyrosine hydroxylase in the rat superior cervical ganglion. Neuroscience letters. 20, 61-65 (1980).
- Biguet, N. F., Rittenhouse, A. R., Mallet, J., Zigmond, R. E. Preganglionic nerve stimulation increases mRNA levels for tyrosine hydroxylase in the rat superior cervical ganglion. Neuroscience letters. 104, 189-194 (1989).
- Richard, F., et al. Modulation of tyrosine hydroxylase gene expression in rat brain and adrenals by exposure to cold. Journal of neuroscience research. 20, 32-37 (1988).
- Schalling, M., Stieg, P. E., Lindquist, C., Goldstein, M., Hokfelt, T. Rapid increase in enzyme and peptide mRNA in sympathetic ganglia after electrical stimulation in humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 86, 4302-4305 (1989).
- Liaw, J. J., He, J. R., Barraclough, C. A. Temporal changes in tyrosine hydroxylase mRNA levels in A1, A2 and locus ceruleus neurons following electrical stimulation of A1 noradrenergic neurons. Brain research. Molecular brain research. 13, 171-174 (1992).
- Watabe-Uchida, M., Zhu, L., Ogawa, S. K., Vamanrao, A., Uchida, N. Whole-brain mapping of direct inputs to midbrain dopamine neurons. Neuron. 74, 858-873 (2012).
- Tepper, J. M., Lee, C. R. GABAergic control of substantia nigra dopaminergic neurons. Progress in brain research. 160, 189-208 (2007).
- Hannan, A. J. Environmental enrichment and brain repair: harnessing the therapeutic effects of cognitive stimulation and physical activity to enhance experience-dependent plasticity. Neuropathology and applied neurobiology. 40, 13-25 (2014).
- Nithianantharajah, J., Hannan, A. J. Enriched environments, experience-dependent plasticity and disorders of the nervous system. Nature reviews. Neuroscience. 7, 697-709 (2006).
- Chmiel, D. J., Noonan, M. Preference of laboratory rats for potentially enriching stimulus objects. Laboratory animals. 30, 97-101 (1996).
- Hanmer, L. A., Riddell, P. M., Williams, C. M. Using a runway paradigm to assess the relative strength of rats' motivations for enrichment objects. Behavior research methods. 42, 517-524 (2010).
- Burrows, E. L., McOmish, C. E., Hannan, A. J. Gene-environment interactions and construct validity in preclinical models of psychiatric disorders. Progress in neuro-psychopharmacology & biological psychiatry. 35, 1376-1382 (2011).
- Van de Weerd, H. A., Van Loo, P. L. P., Van Zutphen, L. F. M., Koolhaas, J. M., Baumans, V. Strength of preference for nesting material as environmental enrichment for laboratory mice. Applied Animal Behaviour Science. 55, 369-382 (1998).
- Rampon, C., et al. Effects of environmental enrichment on gene expression in the brain. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97, 12880-12884 (2000).
- Eckert, M. J., Abraham, W. C. Effects of environmental enrichment exposure on synaptic transmission and plasticity in the hippocampus. Current topics in behavioral neurosciences. 15, 165-187 (2013).
- Sztainberg, Y., Chen, A. An environmental enrichment model for mice. Nature protocols. 5, 1535-1539 (2010).
- Sale, A., Berardi, N., Maffei, L. Environment and brain plasticity: towards an endogenous pharmacotherapy. Physiological reviews. 94, 189-234 (2014).
