Waiting
Login processing...

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

Behavior

المعتدل قبل الولادة الكحول والتعرض الكمي من السلوك الاجتماعي في الجرذان الكبار

doi: 10.3791/52407 Published: December 14, 2014

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

يتم تشخيص ما يقدر بنحو 1-5٪ من الأطفال الذين يعانون من اضطرابات الكحول الجنينية الطيف (FASDs) والتي تشمل متلازمة الكحول الجنينية (FAS)، جزئي FAS (المناطق الخالية من الآفات)، وكحول ذات النمو العصبي اضطرابات (ARNDs) 3. العجز في السلوك الاجتماعي والإدراك هي من بين النتائج السلبية الأكثر شيوعا لوحظ في الأطفال الذين يعانون من FASDs 4-7. العواقب السلبية لا تقتصر على الثقيل قبل الولادة التعرض الكحول (PAE)، والمعتدل PAE التي لا تؤدي إلى العجز المورفولوجية والسلوكية والمعرفية واضحة من سمات FAS يمكن أن يسبب خفية نسبيا، ولكنها مع ذلك مستمرة، والعجز في البشر مع FASDs 8-10 والحيوانات غير البشرية معرضة لالإيثانول أثناء نمو المخ 11. وشدد على أهمية فهم العواقب السلوكية والعصبية الحيوية المماثلة من المعتدلين PAE وفقا للتقديرات الحالية تشير إلى أن الغالبية العظمى من الحالات FASD تقع ضمن أقل الصورةمجموعة EVERE من الطيف 12.

وأفادت عدة مختبرات مستقلة تغييرات في القوارض السلوك الاجتماعي المتعلقة الإيثانول التعرض أثناء نمو الدماغ، بما في ذلك انخفض التحقيق والتفاعل 1،13-15 أو تتغير اللعب 14،16،17، وزيادة التفاعلات العدوانية 17،18، وتعديلات في الاستجابة للمؤثرات الاجتماعية 19-21، والعجز في أذواقهم الغذائية المكتسبة اجتماعيا والذاكرة الاعتراف الاجتماعية 22. وقد لوحظ العجز السلوك الاجتماعي بعد التعرض لالثقيلة (تركيزات الإيثانول في الدم (BECS) ~ على 300mg / دل) 22،23 أو مستويات أكثر اعتدالا من الإيثانول (BECS ~ 80mg / دل) وعبر مجموعة واسعة من المعلمات لهامة أخرى العوامل بما في ذلك توقيت التعرض، ومدة التعرض، والعمر في وقت القياس السلوكي.

وقد أظهرت الأبحاث السابقة أن التغيرات في جوانب محددة من كثافة الاجتماعيeraction في مرحلة البلوغ تميز الفئران يتعرضون لمستويات معتدلة من الكحول من الحيوانات السيطرة تتعرض لالسكرين 1،18. على وجه الخصوص، دأبت المرتبطة المعتدل PAE مع زيادات قوية في المصارعة، مما يشير إلى زيادة في السلوك العدواني، وانخفاض مستويات التحقيق الاجتماعي (على سبيل المثال، مقللا من الشريك) في مرحلة البلوغ. بسبب التغيرات في السلوك الاجتماعي هي عواقب موثوقة من PAE، القياس الكمي للسلوك الاجتماعي التالية PAE قد عقد أهمية للتقدم نحو فهم أكثر اكتمالا من القواعد العصبية من التعديلات المتعلقة PAE في السلوك الاجتماعي وتطوير النهج التدخلية. والهدف من هذه الورقة والفيديو المرتبطة هو توفير تعليم على بروتوكول PAE المعتدل وطرق القياس الكمي للسلوك الاجتماعي في ذرية الكبار التي لها تميزا موثوق قبل الولادة من غير المعرضة للنسل الفئران المعرضة للكحول.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

وقد تمت الموافقة على جميع الإجراءات الموضحة هنا وفي شريط الفيديو المصاحب من قبل لجان رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي من مركز العلوم الصحية والحرم الجامعي الرئيسي لجامعة نيو مكسيكو.

1. قبل الولادة الايثانول التعرض

  1. الحصول على جميع المواد والمواد الكيميائية المطلوبة: السكرين هيدرات ملح الصوديوم، 190 الإيثانول برهان (95٪ كحول من حيث الحجم)، وأنابيب الزجاج الشرب الخرز، المطاط الطبيعي الأبيض # 4 سدادة فتحة واحدة، 1 "نقطة منحنى أنابيب الكرة، والحكام ورقة مطبوعة من شبكة الاتصالات العالمية .vendian.org / mncharity / dir3 / paper_rulers /.
  2. الحصول مؤكدة الفئران مربي الكبار من بائع أو مصدر بديل. استخدام مربي طويلة ايفانز لأساليب وبيانات تمثيلية الواردة في هذا البروتوكول. تزن الإناث 125-150 غرام و6-7 أسابيع من العمر عند وصولهم بحيث أنها ما يقرب من 9-10 أسابيع من العمر في ذلك الوقت من تربية (الخطوة 1.5). التأكد من أن جميع السدود المحتملين هن أمهات لأول مرة. تأكد من أن الذكور هم 12أسابيع من العمر عند وصوله و 15 أسابيع من العمر في بداية بروتوكول التكاثر.
  3. بيت الحيوانات بشكل فردي في أقفاص بلاستيكية في 22 ° C على 12 ساعة ضوء / جدول الظلام العكسي (أضواء على 21:00 حتي 09:00 ساعة). توفير فرص الحصول على الغذاء والمياه الإعلانية libitum الصنبور طوال فترة الدراسة، بما في ذلك خلال جميع جلسات الشرب. تسمح على الأقل 1 أسبوع لالتأقلم للمنشأة قبل الانتقال إلى الخطوة 1.4.
  4. الحصول على وزن الجسم الأساسية لكل الفئران الإناث.
  5. تقييم مستويات الشرب قبل الحمل في إناث الفئران لمدة 2 أسابيع. اتبع الخطوات 1.5.1-1.5.6 في النظام.
    1. في أيام 1 و 2 ملء أنبوب الشرب التي تحتوي على 0.066٪ حل السكرين (لا الإيثانول) فى ماء الصنبور. لقياس استهلاك ألصق حاكم الورق مع ملم الدقة إلى أنبوب الشرب قبل ملئه. استخدام هذا الأسلوب لأنه يقلل خطأ في القياس المرتبطة زنها أنابيب لقياس استهلاك الإيثانول. ملء الأنبوب إلى 20 ملم علامة على المسطرة. تبدأ مدة أربع ساعات drinkiجلسات نانوغرام (الخطوات 1.5.1-1.5.6 و 1.7) 1 ساعة بعد بدء المرحلة المظلمة (10:00 ساعة) عندما النشاط والشرب مستويات هي الأعلى.
    2. في نهاية كل دورة الشرب قياس حجم الحل السكرين التي تم استهلاكها. لتسهيل قياس، وتحديد حجم محلول لكل ملم على المسطرة مسبقا وتحويل ملم إلى وحدات التخزين. لأنابيب الموصى بها هنا يقابل كل ملم إلى 0.366 ملم.
    3. في أيام 3 و 4 ملء أنبوب مع 2.5٪ من الإيثانول (ت / ت) و0.066٪ محلول السكرين فى ماء الصنبور. في نهاية كل دورة قياس كمية من محلول الإيثانول (الوزن لكل كيلوغرام من وزن الجسم) الذي كان يستهلك.
    4. في يوم 5، وبعد ذلك ملء أنبوب مع 5٪ من الإيثانول (ت / ت) و0.066٪ محلول السكرين فى ماء الصنبور. في نهاية كل دورة قياس كمية من محلول الإيثانول (الوزن لكل كيلوغرام من وزن الجسم) الذي كان يستهلك.
    5. عند الانتهاء من مرحلة الشرب قبل الحمل وزن الفئران وحساب متوسط ​​الإيثانول المستهلكونبيتيون والانحراف المعياري للمجموعة بأكملها. إزالة الفئران التي تعني استهلاك أكبر من 1 الانحراف المعياري فوق أو تحت مجموعة يعني من الدراسة للحد من التقلبات في الشرب طوعي خلال فترة الحمل.
    6. تعيين الفئران المتبقية إما إلى السيطرة السكرين أو شروط PAE مثل أن مستويات الشرب قبل الحمل تتم مطابقة قدر الإمكان للمجموعتين.
  6. ضمن 1-14 أيام زوج كل الفئران الإناث مع مربي الذكور التي أثبتت جدواها. إناث الفئران لا تستهلك الإيثانول خلال مرحلة التكاثر. تأكيد الحمل عن طريق وجود المكونات المهبلية، وزن الفئران الإناث، ومنزلها بشكل فردي. ويعرف هذا كيوم الحمل 1. اختياريا، وترك إناث الفئران مع مربي الذكور لمدة تصل إلى 5 أيام، وبعد ذلك إزالة الإناث من الدراسة.
    ملاحظة: نظرا لأن استهلاك الإيثانول أثناء فترة الحمل يبدأ في الساعة 10:00 ساعة على الحمل يوم 1 التفتيش عن وجود المكونات المهبلية يجب أن يتم تنفيذقبل هذا الوقت.
  7. توفير الإيثانول أو السكرين حلول لمدة 4 ساعة في اليوم الواحد (1،000 إلى 1،400 ساعة) لمدة الحمل.
    1. ابتداء من اليوم الحملي 1 توفير الفئران أنثوية إما 0٪ أو 5٪ من الإيثانول و0.066٪ محلول السكرين في مياه الحنفية بناء على تكليف المجموعة. تأكد من أن حجم 0٪ محلول الإيثانول المقدمة للفئران السيطرة السكرين يتم مطابقة لحجم متوسط ​​5٪ محلول الإيثانول التي يستهلكها الفئران الايثانول. في نهاية كل دورة قياس كمية من محلول الإيثانول (الوزن لكل كيلوغرام من وزن الجسم) أو السكرين التي تم استهلاكها.
    2. تزن السدود الفئران أسبوعيا لتقييم زيادة الوزن الأمهات.
    3. توفير الغذاء ومياه الصنبور في جميع الأوقات بما في ذلك دورات الشرب.
    4. وقف الإجراءات التعرض الإيثانول عندما يولدون النسل. تسجيل عدد من الجراء الحية والأوزان الجرو عند الولادة. تعيين يوم الولادة كما يوم بعد الولادة 0.
    5. اعدام القمامة إلى 10 الجراء حول يوم بعد الولادة 2-3. محاولة رس الحفاظ على نسبة متساوية من الذكور إلى إناث الحيوانات في كل بطن. إذا لم يكن ذلك ممكنا، اعدام إلى 10 الجراء مع عدد غير المتكافئ للذكور والإناث.
    6. سجل الجرو أوزان 2-3 أيام بعد الولادة.
    7. فطم الحيوانات في يوم ما بعد الولادة حوالي 21-24 ومنزل في أزواج من نفس الجنس مع حيوان من نفس حالة العلاج قبل الولادة. لا تستخدم أكثر من 1-2 الفئران من كل القمامة في التجربة للحد من آثار القمامة المحتملة.

2. السلوك الاجتماعي

  1. الحصول على وإعداد جميع المواد والمعدات المطلوبة.
    1. الحصول على جهاز للتفاعل الاجتماعي. استخدام الغرفة مع كبار فتح شيدت من المواد التي هي سهلة لتنظيف وتعقيم. يجب تغطية واجهة الجهاز مع البلاستيك الشفاف جامدة (~ 2 مم سمك) للتصوير. خط الجدران الداخلية وأرضية من البلاستيك الشفاف (~ 2 مم سمك) للمساعدة في التنظيف ورائحة السيطرة. مكان المرايا على طول وا الداخلي الخلفيليرة لبنانية لمساعدة التحليل.
      ملاحظة: للحصول على بيانات تمثيلية ذكرت هنا غرفة مخصصة (95 سم × 47 سم طويلة واسعة × 43 سم) مع أعلى مفتوحة وشفافة من البلاستيك جامدة (2 مم سمك) تغطي الجوانب الداخلية وأرضية الجهاز تم استخدامه. وضعت مرايا على طول الجدار الخلفي. أبعاد ومواد معينة ليست حاسمة لقياس السلوك الاجتماعي، ومع ذلك، فمن المستحسن أن الأبعاد تكون كبيرة بما فيه الكفاية لضمان التفاعل الاجتماعي حقيقي يمكن تمييزها عن غيرها من السلوكيات. وهذا هو، يجب أن يكون جهاز كبير بما فيه الكفاية بحيث أن الحيوانات ليست دائما على مقربة من بعضها البعض.
    2. الحصول على كاميرات الفيديو قادر على تسجيل في ظل ظروف انخفاض أو انعدام الضوء كما يتم إجراء كافة التصوير مع الإضاءة قليلة أو معدومة المحيطة ضمن الطيف المرئي. تأكد من أن الكاميرا لديه عالية الدقة ضمن طيف الأشعة تحت الحمراء، ومع ذلك، أي كاميرا قادرة على تسجيل تحت الظروف المظلمة في موطنه الأصليوينبغي أن يكون الوضع الليلي أو مع الاضواء الأشعة تحت الحمراء إضافية كافية.
    3. موقف الاضواء الأشعة تحت الحمراء حول جهاز لتحسين الإضاءة في الجهاز في تسجيل الفيديو.
    4. الحصول على رقائق الخشب الصف مختبر (رقاقة اسبن).
    5. الحصول على الفرشاة، ومجرود، وثاني أكسيد الكلور وايزوبروبيل (70٪) لتنظيف الجهاز بين الدورات، ورائحة السيطرة.
  2. التأقلم أجهزة والسلوك الاجتماعي
    1. لهذه المرحلة من التجربة، وجعل القياسات في الفئران البالغة التي هي 90 يوما على الأقل من العمر.
    2. قبل كل دورة إزالة أي رقائق الغابة، ومسح الجهاز نظيف مع ايزوبروبيل للسيطرة على الروائح بين الدورات، وتوفير رقائق الخشب جديدة. تأكد من أن رقائق الخشب تغطي كامل الجزء السفلي من الجهاز. نظيفة وتطهير الجهاز مع وكيل المناسب، مثل ثاني أكسيد الكلور، حسب الضرورة.
    3. لمدة ثلاثة أيام متتالية وضع الحيوان ولها قفص زميله فيالغرفة لمدة 30 دقيقة حتى يتأقلم الحيوانات إلى الجهاز. خلال جلسات التأقلم يتم تشغيل جميع أضواء غرفة قبالة.
    4. في نهاية ثالث منزل جلسة التأقلم الحيوانات بشكل فردي في أقفاص جديدة مع أغطية فراش العذبة، والغذاء، والماء لمدة 24 ساعة لتحفيز التفاعل الاجتماعي.
    5. تم فصل التفاعل الاجتماعي قياسي على ساعة يوم 24 التالية بعد الحيوانات.
      1. إزالة رقائق الخشب من الجهاز وتنظيف وتعقيم مع ثاني أكسيد الكلور، ويمسح مع ايزوبروبيل للسيطرة على الروائح، واستبدال رقائق الخشب قبل الدورة.
      2. موقف واحد أو أكثر من كاميرات لتسجيل تفاعل. موقف واحد على الأقل الكاميرا أمام الجهاز بحيث المرايا على الجدار الخلفي للجهاز يمكن أن توفر منظور إضافي للتحليل.
      3. استرداد الحيوانات في وقت واحد وعقد الحيوان أمام الكاميرا بحيث يمكن ملاحظة الميزات الفريدة للنمط الفراء. هذه الميزات تحديد منالفراء يمكن استخدامها لتمييز الفئران خلال تحليل وليس مصطنع بمناسبة الحيوانات.
        ملاحظة: لأن جوانب كثيرة من القوارض التفاعل الاجتماعي تشمل إشارات الشم والرائحة الشريك، أينما وينبغي تجنب احتمال إدخال الروائح الخارجية. يكون الفئران ايفانز طويلة عادة بعض سمة من سمات نمط الفراء التي يمكن استخدامها للتمييز بين أي زوج معين من الحيوانات. لسلالات أخرى (على سبيل المثال، سبراغ داولي الفئران) ويمكن استخدام أساليب بديلة مثل بمناسبة الذيل مع صبغ نسكينتيد. من المهم أن ندرك أن العديد من السلوكيات التي تهم موجهة نحو أهداف محددة (على سبيل المثال، الشرجية التناسلية استنشاق موجهة بالقرب من قاعدة الذيل، والهجمات الموجهة لعوب في مؤخر العنق، أو هجمات عدوانية موجهة نحو الجناحين أو البطن). بمناسبة الحيوانات أقرب إلى طرف الذيل بعيدا عن هذه الأهداف ذات الاهتمام يوصى.
      4. تسجيل الفيديو من التفاعل الاجتماعي لمدة 12 دقيقة على الأقل.
      5. مراقبة الحيوانات لمكافحة طوال الدورة. إذا كان ذلك ممكنا، ومشاهدة الحيوانات عن طريق الشاشة أو نافذة بحيث المجرب ليس في الغرفة خلال الدورة.
        ملاحظة: تم نادرا ما لاحظت القتال في دراسات على الفئران الكبار، ومع ذلك، ينبغي رصد الحيوانات طوال الدورة. يجب أن توقف الدورة إذا كان هناك قتال المفرط أو هناك دلائل على وقوع ضرر أو إصابة الحيوان.
  3. الترميز والتحليل السلوكي.
    1. تحديد المشكلات التالية التي تهم وفقا العمل السابق مع PAE 1،18. تحديد مدة والتردد والكمون إلى التواجد الأول من السلوكيات التالية: المصارعة (بما في ذلك تعلق)، والملاكمة، والزحف (معبر) أكثر من / تحت الشريك، الشرجية التناسلية استنشاق، استنشاق آخر من الجسم الشريك (هيئة استنشاق)، allogrooming (الاستمالة الشريك)، تربية، واستنشاق / حفر في رقائق الخشب . أمثلة على كل سلوك هي توضيحد في عنصر الفيديو من هذه المادة.
    2. تحديد السلوكيات الاجتماعية التي تهم من الفيديو. الحصول على تردد، المدة الإجمالية والكمون إلى الدرجة الأولى لكل سلوك الفائدة.
      ملاحظة: الحصول على هذه التدابير يمكن أن يتحقق يدويا، ومع ذلك، يوصى الكمي لهذه التدابير باستخدام التحليلات الآلية لفيديو رقمية. يتم توفير وهناك سيناريو ماتلاب (www.mathworks.com) لتشغيل الفيديو وتقدير من السلوكيات كملحق لهذه المادة.
    3. بعد اكتمال الترميز لجميع الفئران ويتم تحليل البيانات والمدة، والتردد والكمون الناتج مع مجموعة الإحصائية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

على مدار عدة جولات تربية إناث الفئران في حالة الإيثانول شرب باستمرار في المتوسط ​​حوالي 2.1 جم / كجم من الايثانول في كل دورة شرب 4 ساعة. السدود الفئران تستهلك ما يقرب من نصف مجموع أربعة ساعة خلال أول 15 إلى 30 دقيقة بعد إدخال أنابيب الشرب، مما أدى إلى ذروة الأمهات تركيز الإيثانول المصل حوالي 60 ملغ / دل، ويقاس في نقطة زمنية 45 دقيقة. على مدى ساعة 3.5 المتبقية من الفترة الشرب، وأنها لا تزال تستهلك 5٪ من الإيثانول بمعدل أقل، ولكن مستقر نسبيا من 0.4 جم / كجم من وزن الجسم / ساعة. هذا المستوى ونمط الاستهلاك الطوعي الإيثانول ليس له آثار كبيرة على اكتساب الوزن الأمهات، والأبناء الوزن عند الولادة، وحجم القمامة، ورعاية الأم، المشيمة الوزن الرطب، الوزن ذرية في الاختبار السلوكي، أو الدماغ كله، قرن آمون أو الأوزان الرطب للدماغ.

وسائل التمثيلية وأنظمة إدارة الأمن من الفئران saccharin- والمعرضة للإيثانول الذكور بالنسبة لكل تدبير السلوكي لإعادة مبين في الجدول 1. وكان يتم تجميع هذه البيانات من التجارب السابقة وتشمل 16 ذكور لكل حالة العلاج قبل الولادة. تم إقران جميع الحيوانات مع شركاء من نفس حالة العلاج قبل الولادة. لم يلاحظ التعديلات المتعلقة بالكحول القوية في السلوك الاجتماعي للإناث الحيوانات في دراساتنا باستخدام هذه الإجراءات ومع ذلك، فقد تم توثيق الخلافات المتعلقة بالكحول في السلوك الاجتماعي الإناث باستخدام إجراءات أخرى 15،23. تحليلات حيد المتغير منفصلة التباين (ANOVAs) أداء في SPSS الاصدار. 21 لماكنتوش كشف أن الفئران المعرضة للإيثانول الذكور كان أعلى بكثير مدة [F (1، 30) = 19.12] وتردد [F (1، 30) = 6.80] من المصارعة وانخفاض الكمون إلى محكمة الدرجة الأولى المصارعة [F ( 1، 30) = 9.41]. كما قضى الفئران المعرضة للإيثانول وقت أقل تشارك في الشرجية التناسلية استنشاق [F (1، 30) = 5.17].

1A. تردد SAC PAE
المصارعة * 2.00 (0.58) 8.00 (2.23)
الملاكمة 1.81 (0.80) 3.56 (1.47)
عبور أكثر من / تحت 1.06 (0.48) 1.00 (0.29)
الشرجية التناسلية شم 6.25 (1.20) 3.75 (0.73)
هيئة الشم 19.75 (1.64) 18.56 (2.06)
Allogrooming 2.31 (0.93) 0.75 (0.27)
تربية 56.50 (5.39) 56.06 (5.40)
حفر / الشمة الفراش 32.06 (6.03) 30.06 (5.27)
1B. مدة (ثانية) SAC PAE
المصارعة ** 9.14 (2.31) 39.81 (6.62)
الملاكمة 2.55 (1.43) 3.81 (1.62)
عبور أكثر من / تحت 0.83 (0.39) 1.03 (0.27)
الشرجية التناسلية استنشاق * 11.21 (2.10) 5.69 (1.22)
هيئة الشم 27.21 (2.33) 27.09 (3.73)
Allogrooming 13.50 (5.68) 3.82 (1.79)
تربية 120.31 (13.32) 121.48 (12.13)
حفر / الشمة الفراش 119.59 (24.45) 109.15 (21.41)
1C. الكمون (ثانية) SAC PAE
المصارعة ** 430.75 (50.51) 209.98 (51.25)
الملاكمة 569.52 (48.14) 525.63 (74.75)
عبور أكثر من / تحت 544.4 (65.21) 429.01 (75.78)
الشرجية التناسلية شم 107.68 (39.35) 164.31 (44.09)
هيئة الشم 22.77 (6.14) 16.80 (3.21)
Allogrooming 471،44 (70،82) 588.52 (48.47)
تربية 20.92 (7.65) 11.94 (1.20)
حفر / الشمة الفراش 76.78 (25.78) 117،66 (44،64)

الجدول 1: متوسط ​​(+ SEM) تردد (1A)، ومدة (1B) والكمون إلى التواجد الأول (1C) لكل السلوك كميا خلال الدورة التفاعل الاجتماعية للsaccharin- (SAC) وما قبل الولادة (PAE) الفئران المعرضة للكحول ( ن = 1 6 في مجموعة العلاج قبل الولادة). [* P <0.05، ** p <0.005]

= "jove_content"> وبالإضافة إلى أداء ANOVAs، إجراء تحليل التمايز الخطي لتقييم المتغيرات التي تميز أفضل ويوصى من الحيوانات المعرضة للالسكرين المعرضة للإيثانول 18. لعينة الحالية، واختبار صندوق M لاختبار الفروق متساوية لا يمكن أن تحسب لعدد من المتغيرات المستقلة كان أكبر من عدد الحالات (5: يوصى عادة نسبة 1). كشفت وظيفة التمايز جود علاقة وثيقة بين الجماعات وتنبؤ، وهو ما يمثل 74٪ من بين تقلب المجموعة. وكشف تحليل المصفوفة هيكل أن مدة المصارعة (0.470)، والكمون إلى التواجد الأول المصارعة (-0.330) كانت تنبئ كبيرة. وكانت التهم (تردد) من المصارعة (0.280) ومدة الشرجية التناسلية استنشاق (-0.244) تنبئ أضعف قليلا. أظهر تصنيف عبر التحقق من صحة بشكل عام، تم تصنيفها بشكل صحيح 71.9٪ من الحالات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

وقبل الولادة نموذج التعرض الكحول الموصوفة هنا يشمل الاستهلاك الطوعي من الإيثانول (5٪ ت / ت) من خلال السدود الفئران خلال فترة الحمل. وهناك عدد من بروتوكولات لتعريض الحيوانات غير البشرية لالإيثانول أثناء نمو المخ ممثلة في الأدب، والتي تختلف فيما يتعلق التوقيت، جرعة ومدته وطريقة التعاطي الإيثانول وكذلك الأنواع قيد التحقيق. على الرغم من أن علاج شامل من مزايا بروتوكولات التعرض مختلفة لم يتم توفير هنا، العديد من المزايا من طريقة الشرب طوعي لPAE وصفها في هذا البروتوكول وتسليط الضوء عليها. في السابق كنا تستخدم بروتوكول حمية سائلة، وهو نهج استخداما في هذا المجال من الأبحاث، التي السدود الفئران تستهلك 5٪ من الإيثانول كجزء من مصدر الغذاء الرئيسي 24. وتشمل الشروط السيطرة لهذا النهج مجموعة التي تغذيها الزوج الذي يربطها في السعرات الحرارية إلى أن السدود تستغرق والإيثانول ومجموعة لديها libitum الإعلانية الوصوللتشاو. في نموذج الشرب التطوعي الموصوفة هنا السدود الفئران في المجموعتين (الإيثانول والسكرين) تستهلك الفئران نفس طعام الحمية مما يقلل من التباين بين مجموعة في مجال التغذية والسعرات الحرارية، ويقلل من إرباك محتمل من الإجهاد المرتبطة باستهلاك القسري للمصدر الغذاء غير مألوف 25. هذه الميزة لنموذج الشرب طوعي كما يلغي الحاجة إلى ضبط تغذية الزوج كما هو الحال مع نهج النظام الغذائي السائل، والذي يوفر بعض الفوائد العملية والأخلاقية، بما في ذلك تخفيض في عدد من المجموعات التجريبية (من ثلاثة إلى اثنين)، وعدد من الحيوانات المستخدمة في البحث، والتكاليف المرتبطة لأداء البحوث. نمط 4 ساعات التعرض المتقطع من الايثانول الطوعي عوائد استهلاك مستويات الشرب أقل تغيرا مما لوحظ مع 5٪ من الإيثانول السائل بروتوكول النظام الغذائي، والتي قد المعقول توقع أن يقلل بالمثل التباين في مقاييس النتائج التي لوحظت في PAE ذرية. لأن الإيثانول الدم بغية دراسته واقرارهntrations يتحقق مع أي بروتوكول تعتبر مهمة لتحديد والتواصل، وينبغي إجراء قياسات تركيز الإيثانول مصل الأم بشكل دوري (على سبيل المثال، سنويا) لضمان أن يتحقق باكس قابلة للمقارنة عبر جولات التكاثر. نظرا لإمكانية التفاعل بين الإجهاد قبل الولادة والتعرض الإيثانول يجب أن يتم تنفيذ هذه التدابير في فوج منفصلة للإناث التي لا يتم استخدام ذرية في دراسات لاحقة (انظر المرجع 26). من المهم أن ندرك أن تركيزات الإيثانول الذروة المصل سوف تحدث حوالي 45-60 دقيقة بعد هو عرض أنبوب الشرب. بدلا من BACS من السدود إنتاج ذرية التجريبي، والمقياس الأكثر فائدة لربط مع مقاييس النتائج هو استهلاك الإيثانول اليومي سد الفئران خلال فترة الحمل. ومع ذلك، وتقييد نطاق الشرب في السدود الفئران إلى داخل انحراف معياري واحد للمتوسط ​​لمجموعة من المرجح أن تحد من أي ارتباط ذي مغزى betwالإيثانول التابعين المستهلكة وتدبير نتيجة معينة. وأخيرا، ويستخدم تقييم الشرب قبل الحمل لتحديد الفئران التي تشرب في المستويات المنشودة للمراحل اللاحقة للبروتوكول الشرب. هذا الجانب من الايثانول التعرض النموذج يضمن أيضا أن جميع الفئران الإناث لديهم خبرة الشرب قبل الحمل، وهو أكثر دقة النماذج من غير المرجح أن تبدأ خلال فترة الحمل السلوك البشري في هذا الشرب.

وينبغي النظر في العديد من القضايا والمحاذير المتعلقة الكحول التعرض نموذج المنهجية إضافية. نموذج الطوعي الشرب PAE الموصوفة هنا يحدث طوال تنمية الحمل، والتي في الفئران يعادل تقريبا الثلث الأولين للتنمية الحمل في البشر. ويستخدم التعرض أثناء التطور بعد الولادة في وقت مبكر من قبل العديد من المختبرات لنموذج الربع الثالث التكافؤ البشري (انظر على سبيل المثال، المرجع 27). وعلاوة على ذلك، نلاحظ أن الإجراءات المقدمة هنا تمثل المزمنةبروتوكول التعرض (السدود الفئران شرب كل يوم). الأهم من ذلك، على وجه التحديد توقيت التعرض لمستويات عالية من الكحول (~ 287 ملغ / دل) كما ثبت تقتصر على يوم الحملي 15 لتغيير السلوك الاجتماعي 15. النموذج المعروض هنا ينطوي على استهلاك الكحول الطوعي من قبل السدود الفئران، لذلك، هناك مجموعة محدودة من تركيزات الإيثانول في الدم التي يمكن أن يتحقق مع هذا النهج. تحقيق تركيزات الإيثانول أعلى الدم يتطلب أساليب أخرى للتعرض (على سبيل المثال، التغذية الأنبوبية، والحقن، والتعرض للبخار). نقطة إضافية من أهمية تتعلق إمكانية لإجراء تعديلات في رعاية الأمومة التي يمكن أن تعقد تفسير الآثار السلوكية المرتبطة بالتعرض الايثانول قبل الولادة. ولمعالجة ذلك، ينبغي تقييم عمليات تقييم للرعاية الأمهات أثناء الحمل بشكل دوري. تم الكشف عن أي آثار الشرب المعتدل أثناء الحمل على رعاية الأمومة باستخدام الإجراءات الموضحة هنا في الفئران لونغ-إيفانز 28. تقييم ما إذا كانتتغييرات في المؤشرات السلوكية للرعاية الأمومة (انظر المرجع 29)، ومع ذلك، ينبغي تقييم في البداية وبعد ذلك بصورة دورية، لا سيما إذا الانحرافات من الطرق الموضحة هنا، بما في ذلك الأنواع وسلالة من الحيوانات، أو تركيزات أعلى من الإيثانول والاستفادة منها.

وقد أسفرت الإجراءات السلوكية الموصوفة هنا التعديلات يمكن الاعتماد عليها في جوانب محددة من السلوك الاجتماعي (المصارعة والتحقيق) في الفئران الذكور البالغين يتعرضون لمستويات معتدلة من الكحول أثناء نمو المخ قبل الولادة 1،18،30. السلوكيات كميا هنا تم اختيار على أساس مجموعة كبيرة من الأدب موجود 31 إلى استهداف السلوكيات الموجهة شريك (على سبيل المثال، والمصارعة، والتحقيق) وغيرها من السلوكيات الموجهة نحو البيئة (على سبيل المثال، تربية، وحفر) التي يمكن قياسها بسهولة عن طريق تحليل الفيديو. تحليلات كشف التمايز أن الزيادات في المصارعة توفر أفضل التمييز بين حركةالمعرضة للcohol والفئران المعرضة للالسكرين بين مجموعة واسعة من المتغيرات السلوكية الاجتماعية وغير الاجتماعية 18. ومن المهم أن نشير إلى أن آثار PAE على السلوك الاجتماعي في إناث الفئران لم وحظ باستخدام الأساليب المذكورة هنا على الرغم من أن الآثار الرئيسية من الجنس تم الإبلاغ عن العديد من التدابير بما في ذلك تعتمد الشرجية التناسلية استنشاق (أنثى> ذكور)، هيئة استنشاق (الذكور> الإناث) والمصارعة (الذكور> الإناث)، والملاكمة (الذكور> الإناث).

وعلى الرغم من المصارعة وقد تبين أن الجانب الأساسي من السلوك الاجتماعي تعديلها من قبل المعتدلين PAE، وإدراج السلوكيات الأخرى مهم لإقامة الانتقائية من الآثار السلوكية واستبعاد العجز السلوكية عامة. مجموعة من السلوكيات كميا هنا ليست بأي حال شاملة. ينبغي اختيار سلوكيات الفائدة خلال الأعمال التمهيدية للقبض على النمط العام لآثار لوحظت في مجموعة معينة من البيانات. هذا هو الاسميةticularly أهمية إذا المختلفة نماذج التعرض الكحول، أو معلمات، وتستخدم كما كان من المعقول أن يتوقع أن تسفر عن نتائج سلوكية مختلفة اختلافات في الإجراءات. وبالإضافة إلى السلوكيات الموصوفة هنا، وتقييم في البداية مجموعة أوسع من السلوكيات بما في ذلك عض والخدش (النفس)، تسلسل الاستمالة كاملة، متواليات الاستمالة اقتطاع (إرشادية القلق)، "الوحشي" عرض 32،33، يهز الجسم، ومطاردة، و ويوصى اللعب السلوك 34-37. وينبغي أن تكون الملاحظة في 6-12 أزواج من حيوانات كافية لتحديد السلوكيات التي تميز من الحيوانات غير مكشوفة المعرضة للكحول.

ومن المهم أيضا أن نعتبر أن المصارعة، وهذا يتوقف على العمر في وقت القياس، يمكن أن تعكس السلوك العدواني حقيقي أو اللعب السلوك. الآفات في وقت مبكر من القشرة الأمامية البطنية الوحشية في الفئران، والتي تم ربطها الى معتدلة الآثار PAE على السلوك الاجتماعي 1،18،30، يؤدي إلى increaسد اللعب السلوك 38. في الفئران، وتلعب قمم السلوك خلال فترة ما بعد الفطام التنمية حول أيام بعد الولادة 30-40 33،34 وينخفض ​​مع اقتراب الحيوانات مرحلة البلوغ. التعرض الكحول أثناء نمو الدماغ يغير سلوك اللعب عند قياسها قبل مرحلة البلوغ 6،16،23 ويمكن أن تؤثر على المعدل الذي لعب يقلل السلوك مع التقدم في السن. لأن تضاريس اللعب والسلوكيات العدوانية متشابهة تمييز واضح يمكن أن يكون من الصعب تحقيقه. في دراسات سابقة، المؤشرات السلوكية واضح من العدوان، مثل القتال أو العض، لم وحظ في الفئران PAE معتدلة. ومع ذلك، يمكن المؤشرات السلوكية إضافية توفر أدلة بشأن تصنيف هذه السلوكيات 18. على سبيل المثال، وجهت هجمات في مؤخر العنق، والهدف الأساسي من الهجمات لعوب، ونادرا ما تحدث في البالغين PAE الفئران 18. في المقابل، وجهت الهجمات نحو الردف، لوحظت هدفا للهجمات غير لعوب 39 موره في كثير من الأحيان، مما يشير إلى أن الزيادات المتعلقة PAE في المصارعة تعكس العدوان بدلا من اللعب. ينبغي أن تدرج السلوك اللعب في التحليل إذا تم قياس السلوك الاجتماعي قبل مرحلة البلوغ أو اللعب السلوك هو واضح في سلوك الحيوانات البالغة. يتم وصف طرق مفصلة لتحليل سلوك اللعب عن طريق هيملر وآخرون 35

وأخيرا، من المهم أن نلاحظ أن السلوك الاجتماعي باستخدام الأساليب المذكورة هنا يمكن أن تتأثر اختيار الحيوان شريك. في نتائج التمثيلية المعروضة هنا تم إقران الحيوانات مع الحيوانات المألوفة (قفص الاصحاب) من نفس حالة العلاج قبل الولادة 1،18. واستند الأساس المنطقي لهذا الاختيار إلى حد كبير على البيانات مما يدل على أن الحيوانات السيطرة السكن مع الفئران المعرضة الايثانول يغير السلوك الاجتماعي في الفئران السيطرة 14، وكذلك الملاحظات غير منشورة مماثلة وموثوق بها من مختبرنا. ويمكن لهذه الآثار المحتملة complicأكل تحديد وتفسير التعديلات المتعلقة PAE في السلوك الاجتماعي. الطرق الموضحة هنا لتقدير السلوك الاجتماعي يمكن، مع ذلك، أن تطبق على أي اختلاف عن مصدر الشريك الاجتماعي، التي يوجد منها عدة احتمالات بما في ذلك استخدام شريك غير المعالجة التي تأتي من لا حالة العلاج وذلك باستخدام شريك حيوان من نفس الحالة العلاج (كما هو موضح هنا)، أو حيوان شريك من حالة معاملة مختلفة. وعلاوة على ذلك، والألفة من الحيوان شريك يمكن التلاعب بها أن تؤثر على التفاعل الاجتماعي 1. اختيار شريك حالة وغيرها من المتغيرات المتعلقة بالسكن الاجتماعي، أو الجنس، والتعرض نموذج يمكن تكييفه لتلبية أفضل الأهداف العلمية للمختبر معين في حين لا يزال الاستفادة من الإجراءات الأساسية لتقدير السلوك الاجتماعي هو موضح هنا.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Saccharin sodium salt hydrate Sigma S1002
190 proof ethanol Sigma 493538
Beaded glass drinking tubes Fisher 14-955K
Natural rubber white #4 stopper one hole Plasticoid LSG4M181
1" bend tubes-ball point Ancare TD-199-3"
Paper rulers N/A N/A www.vendian.org/mncharity/dir3/paper_rulers
Apparatus for social interaction Custom built N/A 95 cm X 47 cm X 43 cm
Video cameras N/A N/A Capable of recording low/no light conditions
Infrared illuminators Vitek VT-IR1-12
Teklad laboratory grade sani-chips Harlan 7090A
Brush and dustpan N/A N/A
Isopropyl alcohol Sigma W292907
Chlorine Dioxide (1.5 mg Tablets) Quiplabs N/A Prepare per manufacturer's recommendation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hamilton, D. A., et al. Prenatal exposure to moderate levels of ethanol alters social behavior in adult rats: Relationship to structural plasticity and immediate early gene expression in frontal cortex. Behav. Brain Res. 207, (2), 290-304 (2010).
  2. May, P. A., et al. Approaching the prevalence of the full spectrum of Fetal Alcohol Spectrum Disorders in a South African population-based study. Alcohol. Clin. Exp. Res. 37, (5), 818-830 (2013).
  3. Chasnoff, I. J., Wells, A. M., Telford, E., Schmidt, C., Messer, G. Neurodevelopmental functioning in children with FAS, pFAS, and ARND. Journal of Developmental and Behavioral Pediatrics. 31, (3), 192-201 (2010).
  4. Disney, E. R., Iacono, W., McGue, M., Tully, E., Legrand, L. Strengthening the case: Prenatal alcohol exposure is associated with increased risk for conduct disorder. Pediatrics. 122, (6), E1225-E1230 (2008).
  5. Kelly, S. J., Goodlett, C. R., Hannigan, J. H. Animal models of fetal alcohol spectrum disorders: Impact of the social environment. Dev Disabil Res Rev. 15, (3), 200-208 (2009).
  6. Kelly, S. J., Day, N., Streissguth, A. P. Effects of prenatal alcohol exposure on social behavior in humans and other species. Neurotoxicol. Teratol. 22, (2), 143-149 (2000).
  7. Thomas, S. E., Kelly, S. J., Mattson, S. N., Riley, E. P. Comparison of social abilities of children with fetal alcohol syndrome to those of children with similar IQ scores and normal controls. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 22, (2), 528-533 (1998).
  8. Conry, J. Neuropsychological deficits in Fetal Alcohol Syndrome and fetal alcohol effects. Alcohol. Clin. Exp. Res. 14, (5), 650-655 (1990).
  9. Streissguth, A. P., et al. Fetal Alcohol Syndrome in adolescents and adults. JAMA-Journal of the American Medical Association. 265, (15), 1961-1967 (1991).
  10. Streissguth, A. P., Barr, H. M., Sampson, P. D. Moderate prenatal alcohol exposure: effects on child IQ and learning problems at age 7 1/2 years. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 14, (5), 662-669 (1990).
  11. Valenzuela, C. F., Morton, R. A., Diaz, M. R., Topper, L. Does moderate drinking harm the fetal brain? Insights from animal models. Trends Neurosci. 35, (5), 284-292 (2012).
  12. May, P. A., et al. Prevalence of children with severe Fetal Alcohol Spectrum Disorders in communities near Rome, Italy: New estimated rates are higher than previous estimates. Int. J. Env. Res. Public Health. 8, (6), 2331-2351 (2011).
  13. Tunc-Ozcan, E., Ullmann, T. M., Shukla, P. K., Redei, E. E. Low-dose thyroxine attenuates autism-associated adverse affects of fetal alcohol in male offspring's social behavior and hippocampal gene expression. Alcohol. Clin. Exp. Res. 37, (11), 1986-1995 (2013).
  14. Middleton, F. A., Varlinskaya, E. I., Mooney, S. M. Molecular substrates of social avoidance seen following prenatal ethanol exposure and its reversal by social enrichment. Dev. Neurosci. 34, (2-3), 115-128 (2012).
  15. Varlinskaya, E. I., Mooney, S. M. Acute exposure to ethanol on gestational day 15 affects social motivation of female offspring. Behav. Brain Res. 261, 106-109 (2014).
  16. Meyer, L. S., Riley, E. P. Social play in juvenile rats prenatally exposed to alcohol. Teratology. 34, (1), 1-7 (1986).
  17. Royalty, J. Effects of prenatal ethanol exposure on juvenile play-fighting and postpubertal aggression in rats. Psychol Rep. 66, (2), 551-560 (1990).
  18. Hamilton, D. A., et al. Effects of moderate prenatal ethanol exposure and age on social behavior, spatial response perseveration errors and motor behavior. Behav. Brain Res. 269, 44-54 (2014).
  19. Kelly, S. J., Dillingham, R. R. Sexually dimorphic effects of perinatal alcohol exposure on social interactions and amygdala DNA and DOPAC concentrations. Neurotoxicol. Teratol. 16, (4), 377-384 (1994).
  20. Lugo, J. N., Marino, M. D., Cronise, K., Kelly, S. J. Effects of alcohol exposure during development on social behavior in rats. Physiology and Behavior. 78, (2), 185-194 (2003).
  21. Lugo, J. N., Marino, M. D., Gass, J. T., Wilson, M. A., Kelly, S. J. Ethanol exposure during development reduces resident aggression and testosterone in rats. Physiology and Behavior. 87, (2), 330-337 (2006).
  22. Kelly, S. J., Tran, T. D. Alcohol exposure during development alters social recognition and social communication in rats. Neurotoxicol. Teratol. 19, (5), 383-389 (1997).
  23. Mooney, S. M., Varlinskaya, E. I. Acute prenatal exposure to ethanol and social behavior: Effects of age, sex, and timing of exposure. Behav. Brain Res. 216, (1), 358-364 (2011).
  24. Savage, D. D., Becher, M., de la Torre, A. J., Sutherland, R. J. Dose-dependent effects of prenatal ethanol exposure on synaptic plasticity and learning in mature offspring. Alcohol. Clin. Exp. Res. 26, (11), 1752-1758 (2002).
  25. Rasmussen, D. D., et al. Chronic daily ethanol and withdrawal: 1. Long-term changes in the hypothalamo-pituitary-adrenal axis. Alcohol. Clin. Exp. Res. 24, (12), 1836-1849 (2000).
  26. Savage, D. D., et al. Effects of a Novel Cognition-Enhancing Agent on Fetal Ethanol-Induced Learning Deficits. Alcohol. Clin. Exp. Res. 34, (10), 1793-1802 (2010).
  27. Goodlett, C. R., Johnson, T. B. Neonatal binge ethanol exposure using intubation: Timing and dose effects on place learning. Neurotoxicol. Teratol. 19, (6), 435-446 (1997).
  28. Staples, M. C., Rosenberg, M. J., Allen, N. A., Porch, M. W., Savage, D. D. Impact of Combined Prenatal Ethanol and Prenatal Stress Exposure on Anxiety and Hippocampal-Sensitive Learning in Adult. 37, (12), 2039-2047 (2013).
  29. Champagne, F. A., Francis, D. D., Mar, A., Meaney, M. J. Variations in maternal care in the rat as a mediating influence for the effects of environment on development. Physiol. Behav. 79, (3), 359-371 (2003).
  30. Hamilton, D. A., et al. Patterns of social-experience-related c-fos and Arc expression in the frontal cortices of rats exposed to saccharin or moderate levels of ethanol during prenatal brain development. Behav. Brain Res. 214, (1), 66-74 (2010).
  31. Barnett, S. A. A study in behaviour: Principles of ethology and behavioural physiology displayed mainly in the rat. (1963).
  32. Pellis, S. M., Pellis, V. C. Play-fighting differs from serious fighting in both target of attack and tactics of fighting in the laboratory rat Rattus-Norvegicus. Aggressive Behav. 13, (4), 227-242 (1987).
  33. Meaney, M. J., Stewart, J. A descriptive study of social-development in the rat (Rattus-Norvegicus). Anim. Behav. 29, (1), 34-45 (1981).
  34. Pellis, S. M., Pellis, V. C. The prejuvenile onset of play fighting in laboratory rats (Rattus norvegicus). Dev. Psychobiol. 31, (3), 193-205 (1997).
  35. Himmler, B. T., Pellis, V. C., Pellis, S. M. Peering into the dynamics of social interactions: measuring play fighting in rats. J. Vis. Exp. (71), e4288-e4288 (2013).
  36. Panksepp, J., Siviy, S., Normansell, L. The psychobiology of play : Theoretical and methodological perspectives. Neurosci. Biobehav. Rev. 8, (4), 465-492 (1984).
  37. Siviy, S. M., Panksepp, J. Sensory modulation of juvenile play in rats. Dev. Psychobiol. 20, (1), 39-55 (1987).
  38. Pellis, S. M., et al. The effects of orbital frontal cortex damage on the modulation of defensive responses by rats in playful and nonplayful social contexts. Behav. Neurosci. 120, (1), 72-84 (2006).
  39. Blanchard, R. J., Blanchard, D. C., Takahashi, T., Kelley, M. J. Attack and defensive behavior in albino-rat. Anim. Behav. 25, (3), 622-634 (1977).
المعتدل قبل الولادة الكحول والتعرض الكمي من السلوك الاجتماعي في الجرذان الكبار
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Hamilton, D. A., Magcalas, C. M., Barto, D., Bird, C. W., Rodriguez, C. I., Fink, B. C., Pellis, S. M., Davies, S., Savage, D. D. Moderate Prenatal Alcohol Exposure and Quantification of Social Behavior in Adult Rats. J. Vis. Exp. (94), e52407, doi:10.3791/52407 (2014).More

Hamilton, D. A., Magcalas, C. M., Barto, D., Bird, C. W., Rodriguez, C. I., Fink, B. C., Pellis, S. M., Davies, S., Savage, D. D. Moderate Prenatal Alcohol Exposure and Quantification of Social Behavior in Adult Rats. J. Vis. Exp. (94), e52407, doi:10.3791/52407 (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