Waiting
Login processing...

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

Behavior

Умеренным воздействием Пренатальная Алкоголь и количественной оценки социального поведения у крыс взрослых

Published: December 14, 2014 doi: 10.3791/52407
Automatic Translation
1,2, 1, 1, 1, 1, 3, 4, 2, 1,2
1Department of Psychology, University of New Mexico, 2Department of Neurosciences, University of New Mexico, 3Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, University of New Mexico, 4Canadian Centre for Behavioural Neuroscience, University of Lethbridge

Introduction

По оценкам 1-5% детей с диагнозом расстройства фетальный алкогольный спектр (FASDs) 2, которые включают фетальный алкогольный синдром (ФАС), частичное FAS (СЗ), и связанных с алкоголем нарушениями развития нервной системы (ARNDs) 3. Дефицит социального поведения и познания являются одними из наиболее распространенных неблагоприятных исходов наблюдается у детей с FASDs 4-7. Негативные последствия не ограничиваются тяжелой пренатального воздействия алкоголя (PAE), как умеренная PAE, что не приводит к заметным морфологическим, поведенческие и когнитивные дефициты характеристики ФАС может привести к сравнительно тонкий, но, тем не менее настойчив, дефицит в организме человека с FASDs 8-10 и нечеловеческие животных, подвергшихся воздействию этанола во время развития мозга 11. Важность понимания поведенческих и соответствующие нейробиологические последствия умеренной PAE подчеркивается текущих оценок, показывающих, что большинство FASD случаях попадают в менее SЭвер спектра излучения 12.

Несколько независимых лабораторий сообщили изменения в грызунов социального поведения, связанные с этанолом воздействия во время развития мозга, включая снижение расследование и взаимодействие 1,13-15, изменения игру 14,16,17, увеличение агрессивных взаимодействий 17,18, изменения в реагировании на социальные стимулы 19-21, и дефициты в социально приобретенных предпочтения в еде и памяти общественное признание 22. Дефицит социального поведения наблюдались после воздействия тяжелых (этанола в крови концентрации (БЭК) ~ 300 мг / дл) 22,23 или более умеренные уровни этанола (БЭК ~ 80 мг / дл) 1, а в широком диапазоне параметров другие важные факторы, включая сроки воздействия, продолжительность воздействия и возраста на момент поведенческой измерения.

Предыдущие исследования показали, что изменения в различных аспектах социальной Interaction в зрелом возрасте дискриминации крыс, подвергавшихся воздействию умеренных уровнях алкоголя контрольных животных, подвергшихся воздействию сахарин 1,18. В частности, средняя PAE неизменно ассоциируется с надежными увеличивается в борьбе, что свидетельствует о повышение агрессивного поведения, и более низкие уровни социальной исследования (например, нюхают партнера) в зрелом возрасте. Потому что изменения в социальном поведении являются надежными последствия PAE, количественная оценка социального поведения следующем PAE может содержать значение для прогрессирования к более полному пониманию нейронных основ PAE, связанных с изменениями в социальном поведении и развитии интервенционных подходов. Целью данной работы и связанного с видео, чтобы обеспечить обучение на протоколе умеренной PAE и методов количественной оценки социального поведения у взрослых потомков, которые имеют надежно отличить пренатальной алкоголя подвергается от не подвергавшихся воздействию потомство крыс.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все процедуры, описанные здесь и в прилагаемом видео были одобрены уходу и использованию Институциональные комитеты Животное Центр наук о здоровье и в главном кампусе Университета Нью-Мексико.

1. Пренатальная Этанол экспозиции

  1. Получить все необходимые материалы и химикаты: сахарин натриевой соли гидрат, 190 доказательство этанол (95% алкоголя по объему), вышитый бисером трубы стекло питья, натуральный каучук белый # 4 пробку одно отверстие, 1 "изгиб трубы-шариковая, бумага правители, напечатанную на WWW .vendian.org / mncharity / dir3 / paper_rulers /.
  2. Получить проверенные крыс взрослых заводчик из поставщика или альтернативного источника. Используйте Long-Evans заводчиками методов и репрезентативных данных, представленных в данном протоколе. Женщины весят 125-150 г и 6-7-недельного возраста по прибытии, так что они примерно 9-10 недель во время размножения (шаг 1,5). Убедитесь, что все предполагаемые плотины в первый раз матери. Убедитесь в том, что мужчины 12недельного возраста по прибытии и 15 недель в начале протокола размножения.
  3. Дом животные индивидуально в пластиковых клетках при 22 ° С на обратной 12 ч свет / темнота расписанию (свет с 21:00 до 9:00 часов). Обеспечение доступа к продовольствию и водопроводной воды вволю в ходе исследования, в том числе во время всех заседаний питья. Позвольте по крайней мере 1 неделю для акклиматизации на объект, прежде чем приступить к шагу 1.4.
  4. Получить базовые веса тела для каждой самки крысы.
  5. Оценка уровня питьевой до беременности у самок крыс в течение 2 недель. Выполните шаги 1.5.1-1.5.6 в порядке.
    1. В дни 1 и 2 заполнить питьевой трубки, содержащей 0,066% сахарина раствор (не этанол) в водопроводной воде. Для количественной оценки потребления прикрепить бумаги правителя с миллиметровой точностью в питьевой трубки перед заполнением его. Используйте этот метод, поскольку он уменьшает погрешность измерения, связанные с весом трубы для количественной оценки потребления этанола. Заполните трубку к 20 мм марки на линейке. Начните четыре часа drinkiСессии NG (шаги 1.5.1-1.5.6 и 1.7) 1 час после начала темной фазы (10:00 ч), когда активность и питья является самым высоким.
    2. В конце каждого сеанса питьевой количественно объем раствора сахарина, что сгорает. Для облегчения измерения, определения объема раствора на мм на линейке заранее и конвертировать мм в объемах. Для труб, рекомендуемых здесь каждый мм соответствует 0,366 мл.
    3. В дни 3 и 4 заполнить трубку с 2,5% этанола (об / об) и 0,066% -ного раствора сахарина в водопроводной воде. В конце каждой сессии определить количество раствора этанола (вес на кг массы тела), что сгорает.
    4. На 5-й день, а затем заполнить трубку с 5% этанола (об / об) и 0,066% -ного раствора сахарина в водопроводной воде. В конце каждой сессии определить количество раствора этанола (вес на кг массы тела), что сгорает.
    5. После завершения этапа предварительного беременности питьевой взвесить крыс и вычислить среднее этанола CONSUMption и стандартное отклонение для всей группы. Удалить крыс, для которых среднее потребление больше, чем 1 стандартное отклонение выше или ниже группы означает, из исследования, чтобы уменьшить вариабельность добровольного питья во время беременности.
    6. Связать оставшиеся крыс либо контроля сахарин или условий PAE, так что уровни питья до беременности подобраны так близко, насколько это возможно для двух групп.
  6. В 1-14 дней пары каждая самка крысы с проверенной мужской заводчика. Самок крыс не потребляют этанол на этапе размножения. Подтвердите беременности наличием вагинального пробки, взвесить самки крысы и дом ее индивидуально. Это определяется как гестационный день 1. Дополнительно, оставьте самок крыс с мужским заводчика до 5 дней, после чего снимите женщин из исследования.
    Примечание: Поскольку потребление этанола в период беременности начинается в 10:00 ч на 1 день беременности осмотра на наличие вагинальных пробки должны быть выполненыдо этого времени.
  7. Обеспечение этанола или сахарин решения в течение 4 ч в день (от 1000 до 1400 ч) в течение всего срока беременности.
    1. Начиная с гестационного дня 1 обеспечивают самки крысы с любой 0% или 5% этанола и 0,066% раствора сахарина в водопроводной воде на основе принадлежности к определенной группе. Убедитесь, что объем 0% -ным раствором этанола при условии, чтобы сахарина контрольных крыс сравнивается со средним объемом 5% -ным раствором этанола, потребляемого этанола у крыс. В конце каждой сессии определить количество раствора этанола (вес на кг массы тела) или сахарин, что сгорает.
    2. Взвесьте самок крыс еженедельно оценки материнской увеличение веса.
    3. Обеспечивают питание и воду из крана во все времена, включая запоев.
    4. Прекратить процедуру облучения этанол, если потомство рождается. Запишите количество живых детенышей и весов щенков при рождении. Назначить день рождения, день после рождения 0.
    5. Cull мусор до 10 щенков около 2-3 день после рождения. Попытка тО поддерживать равное соотношение мужчин и женщин животных в каждом помете. Если это невозможно, отобрать до 10 щенков с неравным числом мужчин и женщин.
    6. Запись щенок веса 2-3 дней после рождения.
    7. Отучить животных примерно в послеродовой день 21-24 и дома в однополых парах с животным из одной и той же пренатальной условие обработки. Не используйте более 1-2 крыс от каждого помета в эксперименте, чтобы ограничить потенциальные последствия для мусора.

2. Социальное поведение

  1. Получение и подготовить все необходимые материалы и оборудование.
    1. Получить устройство для социального взаимодействия. Используйте камеру с открытым верхом, изготовленным из материала, который легко чистится и дезинфицировать. Спереди устройства должен быть покрыт жесткой прозрачной пластмассы (~ толщиной 2 мм) для съемок. Линия внутренние стены и пол с прозрачной пластмассы (~ толщиной 2 мм), чтобы помочь в уборке и контроля запаха. Место зеркала вдоль задней внутренней ваLL, чтобы помочь анализа.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В репрезентативные данные сообщили здесь пользовательский камеру (95 см длиной × 47 см в ширину × 43 см высотой) с открытым верхом и жесткой прозрачной пластмассы (толщина 2 мм), покрывающий внутренние стороны и пол прибор был использован. Зеркала были размещены вдоль задней стенки. Конкретные размеры и материалы не являются критическими для измерения социальном поведении, однако, рекомендуется, чтобы размеры быть достаточно большими, чтобы гарантировать, что подлинный социальное взаимодействие можно отличить от других форм поведения. То есть, устройство должно быть достаточно большим, чтобы животные не всегда в непосредственной близости друг к другу.
    2. Получить видеокамеры способны записывать при низкой или нулевой освещенности, как и все съемки проводятся с мало или вообще не освещения в пределах видимого спектра. Убедитесь, что камера имеет высокое разрешение в инфракрасном спектре, однако, любую камеру, способную записывать в условиях низкой освещенности в его роднойночной режим или с дополнительными инфракрасными осветителями должно быть достаточно.
    3. Позиция Инфракрасные осветители вокруг устройства, чтобы улучшить освещение устройства в видеозаписи.
    4. Получить лаборатория класса древесная щепа (осина чип).
    5. Получить кисти, совок, диоксид хлора и изопропиловый спирт (70%) для очистки аппарата в период между сессиями и контроля запаха.
  2. Аппарат акклиматизации и социальное поведение
    1. Для этого этапа эксперимента, проводить измерения у взрослых крыс, которые, по крайней мере 90 дней от роду.
    2. До каждой сессии удалять любые Вудс фишки, протрите аппарат начисто изопропилового спирта для контроля запахов в период между сессиями и обеспечить доступ свежего щепу. Убедитесь, что щепа полностью покрыть дно аппарата. Чистый и дезинфицировать аппарат с соответствующим агентом, таким как диоксид хлора, по мере необходимости.
    3. В течение трех дней подряд разместить животного и его клетки-партнера вКамера в течение 30 минут, чтобы акклиматизироваться животных в устройство. Во время акклиматизации сессий Все номера фары выключены.
    4. В конце третьего акклиматизации сессии доме животные индивидуально в новых клетках с свежее постельное белье, продукты питания и воду в течение 24 часов, чтобы мотивировать социальное взаимодействие.
    5. Запись социальное взаимодействие на следующий день 24 ч после Животные были разделены.
      1. Удалить щепы из устройства, очистить и дезинфицировать с диоксидом хлора, протрите изопропилового спирта контролировать запахи, и заменить древесной щепы до начала сессии.
      2. Расположите одну или несколько камер для записи взаимодействия. Позиция по меньшей мере, одна камера в передней части устройства, так что зеркала на задней стенке устройства может обеспечить дополнительную перспективу для анализа.
      3. Получить животным по одному и удерживайте животное в передней части камеры, так что уникальные черты картины меха можно отметить. Эти идентификационные признакиМех может быть использован, чтобы отличить крыс при анализе, а не искусственно маркировки животных.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку многие аспекты грызунов социального взаимодействия включает обонятельные сигналы и пахнущий партнера, где это возможно введение посторонних запахов следует избегать. Длинные-Evans крыс, как правило, имеют некоторую особенность меховой шаблон, который может быть использован, чтобы отличить любую данную пару животных. Для других штаммов (например, Sprague-Dawley крыс) могут быть использованы альтернативные подходы, такие как маркировка хвост с запаха краски. Важно отметить, что многие поведения, представляющие интерес направлен на конкретные цели (напр., Папилломы SNIFFING направлены около основания хвоста, игривые нападения, направленные на затылке, или агрессивных атак, направленных на флангах или живот). Маркировка животных ближе к кончику хвоста далеко от этих целей, представляющих интерес рекомендуется.
      4. Запись видео в социальном взаимодействии, по крайней мере, 12 мин.
      5. Монитор животных для борьбы с протяжении всей сессии. Если это возможно, наблюдать за животными с помощью монитора или окна, так что экспериментатор не в комнате во время сессии.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Боевые действия редко наблюдается в исследованиях с взрослых крыс, однако, животные должны быть проверены в течение всей сессии. Сессия должна быть прекращена, если есть чрезмерное борьбы или имеются признаки повреждений или причинение вреда животному.
  3. Поведенческая кодирования и анализа.
    1. Определить следующие варианты поведения, представляющих интерес как на предыдущей работе с PAE 1,18. Количественная продолжительность, частота и задержки в первом возникновения следующих ситуаций; борьба (в том числе закрепление), бокс, ползать (пересечение) над / под партнера, Ано нюхают, другой подслушиванию тела партнера (корпус нюхают), allogrooming (уход партнера), выращивание и нюхают / копаясь в щепы , Примеры каждого поведения иллюстрацииd в видео компонента этой статье.
    2. Количественную оценку социального поведения, представляющих интерес с видео. Получить частоты, общая длительность и задержку в первую очередь для каждого поведения интерес.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Получение этих мер может быть достигнуто вручную, однако, количественное этих мер с использованием компьютеризированных анализа оцифрованных видео рекомендуется. Matlab (www.mathworks.com) скрипт для воспроизведения видео и количественной оценки поведения обеспечивается в качестве дополнения к этой статье.
    3. После завершения кодирования для всех крыс в результате продолжительность, частоту и латентность данные анализируются с статистического пакета.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

В течение многих селекционных раундов самок крыс в состоянии последовательно этанолом пить в среднем около 2,1 г / кг этанола на 4 ч питьевой сессии. Самок крыс потреблять примерно половину от общего числа четыре ч в течение первых 15 до 30 мин после введения трубок питьевых, в результате чего пик материнской концентрации в сыворотке этанола около 60 мг / дл, измеренного в момент времени 45 мин. В течение оставшихся 3,5 ч периода питьевой, они продолжают потреблять 5% этанола по более низкой, но относительно стабильной скоростью 0,4 г / кг массы тела / час. Этот уровень и структура добровольного потребления этанола не оказывает существенного влияния на материнской увеличение веса, потомство вес при рождении, размер помета, охраны материнства, плацентарной сырого веса, потомство веса поведенческие тестирования или весь мозг, гиппокампа или мозжечка мокрыми массами.

Представительства средства и SEM-самцов saccharin- и этанола, подвергшихся воздействию крыс для каждой поведенческой меры аповторно показано в таблице 1. Эти данные были объединены с предыдущими экспериментами и включают в себя 16 самцов для каждого пренатального состояния обработки. Все животные были в паре с партнерами из одной и той же пренатальной условие обработки. Надежные изменения, связанные с алкоголем в социальном поведении самок не наблюдалось в наших исследованиях, использующих эти процедуры 1, однако, различия, связанные с алкоголем в женской социального поведения, которые были задокументированы с помощью других процедур 15,23. Отдельные одномерные анализ дисперсии (ANOVAs) осуществляется в SPSS вер. 21 для Macintosh показало, что мужчины этанола, подвергшихся воздействию крыс были значительно выше, продолжительность [F (1, 30) = 19,12] и частота [F (1, 30) = 6,80] в борьбе и снижение задержек в первой инстанции борьбе [F ( 1, 30) = 9,41]. Этанол, подвергшихся воздействию крыс также провел меньше времени заниматься папилломы нюхают [F (1, 30) = 5,17].

1а. Частота SAC PAE
Борьба * 2,00 (0,58) 8,00 (2,23)
Бокс 1,81 (0,80) 3.56 (1.47)
Крест над / под 1,06 (0,48) 1.00 (0.29)
Аногенитальные нюхают 6,25 (1,20) 3,75 (0,73)
Тело пробной 19.75 (1.64) 18.56 (2.06)
Allogrooming 2,31 (0,93) 0,75 (0,27)
Разведение 56.50 (5.39) 56.06 (5.40)
Dig / Sniff Постельные принадлежности 32.06 (6.03) 30.06 (5.27)
1б. Продолжительность (сек) SAC PAE
Борьба ** 9,14 (2,31) 39.81 (6.62)
Бокс 2,55 (1,43) 3,81 (1,62)
Крест над / под 0,83 (0,39) 1,03 (0,27)
Аногенитальные нюхают * 11.21 (2.10) 5.69 (1.22)
Тело пробной 27.21 (2.33) 27.09 (3.73)
Allogrooming 13.50 (5.68) 3,82 (1,79)
Разведение 120.31 (13.32) 121,48 (12,13)
Dig / Sniff Постельные принадлежности 119.59 (24.45) 109.15 (21.41)
1с. Задержка (сек) SAC PAE
Борьба ** 430,75 (50,51) 209,98 (51,25)
Бокс 569,52 (48,14) 525,63(74.75)
Крест над / под 544,4 (65,21) 429,01 (75,78)
Аногенитальные нюхают 107.68 (39.35) 164,31 (44,09)
Тело пробной 22.77 (6.14) 16.80 (3.21)
Allogrooming 471,44 (70,82) 588,52 (48,47)
Разведение 20.92 (7.65) 11.94 (1.20)
Dig / Sniff Постельные принадлежности 76.78 (25.78) 117.66 (44.64)

Таблица 1: Среднее (+ SEM) Частота (1а), продолжительность (1b) и задержки на первое вхождение (1c) для каждого поведения в количественном во время сессии социального взаимодействия для saccharin- (SAC) и пренатальной алкоголем подвергается (PAE) у крыс ( п = 1 6 в пренатальной группе). [* Р <0,05, ** р <0,005]

18. Для настоящего образца, испытание коробки M к испытанию на равных дисперсий не может быть рассчитана, так как число независимых переменных было больше, чем число случаев (5: 1 соотношение, как правило, рекомендуется). Дискриминант функции показало значительную связь между группами и предсказателей, что составляет 74% от между изменчивостью группы. Анализ структуры матрицы показал, что продолжительность борьбе (0,470), и задержки на первое вхождение борьбе (-0,330) были значимыми предикторами. Графы (частота) борьбе (0,280) и длительности папилломы нюхают (-0,244) были несколько слабее предсказатели. Перекрестной проверки классификации показал, что в целом 71,9% случаев были правильно классифицированы.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Дородовой парадигма воздействие спирта описано здесь, включает в себя добровольное потребление этанола (5% об / об) с помощью самок крыс во время беременности. Есть ряд протоколов для изучения воздействия не человека животных этанола в процессе развития мозга, представленных в литературе, которые отличаются по срокам, дозы, продолжительности и способа введения этанола, а также видов, находящихся под следствием. Хотя тщательное лечение преимуществ различных протоколов воздействия не предоставляется, несколько преимуществ добровольного метода питьевой для PAE описано в данном протоколе, будут выделены. Ранее мы использовали жидкий протокол диеты, подход, обычно используемые в данной области исследований, в которых самок крыс потреблять 5% этанола в качестве части основного источника питания 24. Условия управления для такого подхода включают в себя пару кормили группу, в которой потребление калорий было послушным, что на этаноле много плотин и группу, которая имеет вволю доступчау. В добровольном питьевой парадигмы, описанной здесь самок крыс в обеих группах (этанол и сахарин) потребляют один и тот же крысы чау диету, которая уменьшает между изменчивостью группы в области питания и калорийности пищи, и сводит к минимуму возможность смешивать стресса, связанного с принудительной потребления незнакомой источника питания 25. Эта особенность добровольного питьевой парадигмы также устраняет необходимость контроля пары кормили, как с подходом жидкой диеты, который обеспечивает некоторые практические и этические преимущества, включая сокращение числа экспериментальных групп (от 1:57), число животные, используемые в исследовании, и связанные с этим расходы для выполнения исследования. 4 ч с перерывами картина экспозиции добровольной этанола урожайности потребления менее различные уровни питья, чем наблюдаемые с протоколом диеты этанол жидкости 5%, что было бы разумно ожидать с аналогичным уменьшить изменчивость в мероприятиях результатов, наблюдаемых в PAE потомства. Потому что этанол в крови Concentrations, достигнутые с любым протоколом важны для количественной оценки и общаться, измерения концентрации этанола материнской сыворотки следует проводить периодически (например, ежегодно), чтобы гарантировать, что сопоставимые ВАС достигаются через племенных раундов. В связи с потенциалом для взаимодействия между пренатального стресса и воздействия этанола эти меры должны быть выполнены в отдельной группе самок, для которых потомство не используются в последующих исследований (см. 26). Важно признать, что концентрации этанола в сыворотке пик будет происходить примерно 45-60 мин после питьевой трубки вводится. Вместо БАС от плотин, производящих экспериментальный потомство, наиболее полезная мера коррелирует с исходом мер ежедневное потребление этанола Крыса плотины во время беременности. Тем не менее, ограничения диапазона питья в самок крыс в пределах одного стандартного отклонения от среднего значения для группы, скорее всего, ограничить любую значимую корреляцию betwееп этанол потребляется и учитывая результаты мера. Наконец, оценка до беременности пить используется для идентификации крыс, которые пьют на желаемом уровне для последующих этапов протокола питьевой. Этот аспект парадигмы экспозиции этанола также гарантирует, что все самки крыс имеют опыт пить до беременности, который более точно моделирует поведение человека в этом питье вряд ли начинают во время беременности.

Следует рассматривать несколько дополнительных методологических вопросов и предостережений, связанные с парадигмой экспозиции алкоголя. Добровольное питьевой PAE парадигма описано здесь происходит в течение гестационного развития, который у крыс примерно соответствует первых двух триместров беременности развития в организме человека. Воздействие в раннем послеродовом развития используются многими лабораториями модели третьего триместра человека эквивалентность (смотри, например, Ref. 27). Кроме того, отметим, что процедуры, представленные здесь, представляют собой хроническоеПротокол экспозиции (самок крыс пить каждый день). Важно отметить, что именно по времени воздействия высоких уровней спирта (~ 287 мг / дл) ограничивается гестационного день 15 также было показано, чтобы изменить социальное поведение 15. Парадигма, представленная здесь включает добровольное потребление алкоголя у крыс плотин, поэтому, есть ограниченный диапазон концентрации этанола в крови, что может быть достигнуто с таким подходом. Достижение концентрации этанола выше в крови требует других методов воздействия (например, через желудочный зонд, раствор для инъекций, экспозиции пар). Еще один момент значение относится потенциал для изменений в материнской заботе, которые могли бы осложнить интерпретацию поведенческих эффектов, связанных с пренатального воздействия этанола. Для решения этой проблемы, оценки материнской заботы во время беременности необходимо периодически оценивать. Никакого влияния умеренного употребления алкоголя во время беременности на материнской заботы не были обнаружены с помощью процедур, описанных здесь, в Лонг-Эванс крысы 28. Оценка необходимостиизменения в поведенческих показателей материнской заботы (см. 29), однако, должна быть оценена первоначально и периодически после этого, в частности, если отклонение от способов, описанных здесь, в том числе видов и штаммов животного, или более высоких концентрациях этанола, используемых.

Поведенческие процедуры, описанные здесь, дали надежные изменения в конкретных аспектах социального поведения (борьба и расследования) у взрослых самцов крыс, подвергшихся воздействию умеренных уровнях алкоголя во время развития пренатальной мозга 1,18,30. Поведение количественно здесь были отобраны на основе большого тела существующих литературы 31 к цели партнеров-направленного поведения (например, борьба, расследование) и другие действия, направленные против окружающей среды (например, выращивание, земляные), которые могут быть легко измерены путем видеоанализа. Дискриминантный анализ показал, что увеличение борьбе обеспечить лучшее различение альcohol-разоблачены и сахарин, подвергшихся воздействию крыс среди широкого круга социальных и не социально-поведенческих переменных 18. Важно отметить, что эффекты PAE на социальное поведение у самок крыс не наблюдалось с помощью методов, описанных здесь 1, хотя основные эффекты от пола были зарегистрированы в течение нескольких зависимых мер, включая папилломы нюхают (женщина> мужской), тело нюхают (мужчина> женщина), борьба (мужчины> женщины), и бокс (мужчина> женщина).

Хотя борьба была показано, что основной аспект социального поведения меняется при умеренной PAE, включение других поведений важно для установления избирательности поведенческих эффектов и исключает обобщенные поведенческие дефициты. Набор поведений количественно здесь не в коем случае не являются исчерпывающими. Должен быть выбран поведения интересных течение предварительной работы, чтобы захватить общую картину эффектов, наблюдаемых в данном наборе данных. Это в порядке вещейОсобенно важную, если разные парадигмы воздействия алкоголя, или параметры, которые используются в качестве вариации процедур может быть обоснованно ожидается выход различных поведенческих результатов. В дополнение к поведения, описанные здесь, начальной оценки более широкий набор моделей поведения, включая кусать, царапать (Self), полный последовательности уход, усеченные последовательности за домашним (показатель тревожности), "боковая" дисплей 32,33, тело дрожит, чеканка, и игра поведение 34-37 рекомендуется. Наблюдение в течение 6-12 пар животных должно быть достаточным, чтобы определить поведение, которые отличают спирта подвергается от не подвергавшихся воздействию животных.

Важно также учитывать, что борьба, в зависимости от возраста, в момент измерения, может отражать подлинную агрессивное поведение или играть поведение. Ранние поражения вентролатеральной лобной коре крыс, которая была связана с умеренной PAE воздействие на социальное поведение 1,18,30, привести в increaSed игровое поведение 38. У крыс, играть поведения пики во время после отъема развития во всем послеродовых дней 30-40 33,34 и снижается по мере животные приближаются совершеннолетия. Воздействия алкоголя во время развития мозга изменяет игровое поведение при измерении до совершеннолетия 6,16,23 и может повлиять на скорость, с которой играть поведение уменьшается с возрастом. Поскольку топографии игры и агрессивного поведения подобны четкое различие может быть трудно достичь. В предыдущих исследованиях, заметный поведенческих показателей агрессии, таких, как борьба с или кусаться, не были соблюдены в умеренных крыс PAE. Тем не менее, дополнительные поведенческие показатели обеспечивают подсказки относительно классификации этих форм поведения 18. Например, атаки, направленные на затылке, основной целью игривых атак, редко встречаются у взрослых PAE крыс 18. В отличие от этого, атаки направлены на крупу, цель без игривых атак 39 наблюдались море часто, предполагая, что PAE, связанные с увеличение борьбе отражать агрессию, а не играть. Поведение Играть должны быть включены в анализ, если социальное поведение измеряется до взрослого возраста или играть поведение заметно в поведении взрослых животных. Подробные методы анализа игрового поведения описаны Гиммлером и др. 35

И, наконец, важно отметить, что социальное поведение с помощью способов, описанных здесь, может зависеть от выбора партнеров животного. В представительных результатов, представленных здесь животных в паре со знакомыми животных (клетка товарищей) с той же пренатальной условие обработки 1,18. Основанием для такого выбора была основана в основном на данных, свидетельствующих, что управление содержания животных с этанолом, подвергшихся воздействию крыс изменяет социальное поведение у контрольных крыс 14, а также аналогичные и надежные неопубликованные наблюдения нашей лаборатории. Эти эффекты могут потенциально complicели идентификацию и интерпретацию PAE, связанных с изменениями в социальном поведении. Методы, описанные здесь, для количественного определения социального поведения, однако, может быть применен к любой вариации источника социального партнера, из которых Есть несколько возможностей, включая использование необработанной партнера, который приходит ни от состояния лечения 1, используя партнера животное из того же состояния обработки (как описано здесь) или его партнера животного из различных условий обработки. Кроме того, знакомство партнера животного можно манипулировать, чтобы влиять на социальное взаимодействие 1. Выбор состоянии партнеров и других переменных, связанных с социальным жильем, пола и парадигмы экспозиции могут быть адаптированы, чтобы максимально удовлетворить научные цели конкретной лаборатории в то же время, используя основные процедуры для количественного определения социального поведения, описанного здесь.

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).

Tags

Neuroscience выпуск 94 агрессии Алкоголь тератогенез связанных с алкоголем Неврологические расстройства Арнд нарушения фетальный алкогольный спектр FASD фетальный алкогольный синдром ФАС социальное взаимодействие
Умеренным воздействием Пренатальная Алкоголь и количественной оценки социального поведения у крыс взрослых
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Hamilton, D. A., Magcalas, C. M.,… 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