Login processing...

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

Medicine

מנוע ולמידת מרחבית Dependent בהיפוקמפוס ופניית הערכת זיכרון במודל חולדה מהונדס של מחלת אלצהיימר עם שבץ

doi: 10.3791/53089 Published: March 22, 2016

Summary

כדי לחקור את השיתוף חולני מחלת אלצהיימר (AD) ומצבו שבץ במודל רומן, שלוש משימות התנהגות מתוארות כי לאמוד הוא שליטה מוטורית והתנהגויות קוגניטיבית. משימות אלה כוללות את משימת קרן-הליכה, משימת גליל מבוך מים של מוריס.

Abstract

מחלת אלצהיימר (AD) היא מחלה ניוונית של מערכת העצבים מתישה גורמת להפסד ניווניות של מערכת העצבים והזיכרון. בעוד הגיל הוא גורם סיכון עיקרי למחלת אלצהיימר, שבץ גם היה מעורב כגורם סיכון וגורם בהחרפה. שיתוף התחלואה של תוצאות שבץ ומחלת אלצהיימר בשליטה מוטורית מחמרה קשור שבץ וגירעונות קוגניטיבית הקשורה לספירה כשמשווה כל תנאים לבד. כדי לדמות את המצב בשילוב של שבץ ומחלת אלצהיימר, מודל עכברוש מהונדס רומן של AD, עם טופס מוטציה של חלבון עמילואיד מבשר (חלבון מפתח המעורב בהתפתחות אלצהיימר) שולב DNA שלה, ניתן שבץ striatal חד-צדדי קטן.

עבור מודל עם השילוב של שניהם שבץ ומחלת אלצהיימר, בדיקות התנהגותיות כי להעריך שליטה מוטורית הקשורים שבץ, תנועה ותפקוד קוגניטיבית הקשורה לספירה חייבות להיות מיושמות. המשימה הגליל כרוך וחסכוני, מנגנון רב מעריך שימוש מנוע forelimb הספונטנית. במשימה זו, עכברוש מושם מנגנון גלילי, שם החולדה אחורית ספונטנית ולפנות הקיר של הגליל עם forelimbs שלה. מגעים אלה נחשבים לשימוש מנוע forelimb לכמת במהלך ניתוח וידאו לאחר בדיקה. משימה נוספת מנוע וחסכוני שיושמה היא משימת קרן-ההליכה, אשר מעריכה מלאת forelimb, בקרת hindlimb ו תנועה. משימה זו כרוכה הליכה עכברוש פני קורת עץ המאפשר הערכת שליטה מוטורית איבר באמצעות ניתוח של תלושי forelimb, תלושי hindlimb ונופל. הערכת למידה וזיכרון הושלמה עם מבוך המים של מוריס עבור הפרדיגמה התנהגותי זה. הפרוטוקול מתחיל עם למידה מרחבית, לפיה עכברוש מאתרת משטח חבוי נייח. לאחר למידה מרחבית, הפלטפורמה מוסרת ושניהם לטווח קצר וזיכרון התייחסות מרחבית לטווח ארוך נבחן. כל שלוש המשימות הללו הן רגישים להבדלים התנהגותיים להסתיים בתוך 28 ימים עבור דגם זה, מה שהופך פסק זוזמן יעיל digm וחסכוני.

Introduction

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

מחלת אלצהיימר (AD) היא הצורה השכיחה ביותר של דמנציה באוכלוסיית קשישים מחלה ניוונית של מערכת העצבים מתישה. Histopathologically, AD מציג את עצמו בתור פלאק עמילואיד, סבכים נוירו-פיברילריים ואת איבוד עצבי. הפלאק עמילואיד מורכב בעיקר של פפטיד בטא עמילואיד (Aβ) כי כבר מיוצר באמצעות מחשוף פרוטאוליטים שונה של חלבון מקדים עמילואיד (APP) על ידי β-secretase ואנזימים-secretase γ 1,2,3. המוצר מחשוף, Aβ, פיקדונות במוח יצירת פלאק עמילואיד פתולוגי ויש לו השפעה רעילה על המוח שיכולה להוביל ליקויי למידה מאפיין ואובדן זיכרון. כל הצעדים האלה יחד מכונים "השערת מפל עמילואיד" 3,4. בעוד השערה זו חשובה כאשר חוקרים לספירה, שינויים תאיים אחרים נמצאו להקדים תצורות פלאק אלה כי סוטה מן המסלול מפל עמילואיד המקורי. אחרים אלהשינויים הסלולר נחשבים לתרום אובדן זיכרון מוקדם, למידת ליקויים וחוסר תפקוד קוגניטיבי אחר המעורבים לספירה לפני פלאק היווצרות 3,5,6.

עם AD הופכת נפוצה יותר ויותר, גורמי סיכון להתפתחות אלצהיימר הופכים מוקד חשוב מאוד של מחקר. למרות הגיל הוא גורם הסיכון העיקרי עבור צורות ספוראדיות של AD, גורמי סיכון נוספים זוהו, כולל שבץ 7,8. שבץ מוחי הוא לא רק גורם סיכון, אבל זה גם יכול להחמיר כבר דמנציה הנוכחי. לדוגמא, קליני, את ההתקדמות של מחלת אלצהיימר הוכחה להיות גרוע בחולים שחוו בעבר שבץ 9. יתר על כן, הביטוי APP מוגברת הצטברות Aβ נמצאה במודלים של בעלי חיים ניסיוניים של רעילות Aβ בשילוב עם כתוצאה משבץ מוחי 10,11. מאז יש אינטראקציה חשובה זו בין שבץ ומחלת אלצהיימר, זה חיוני כי שתי פתולוגיות אלה להיחקר עודיחד במודלי שיתוף חולני כדי להבין טוב יותר פתופיזיולוגיה והתנהגויות מעורבות שני המצבים.

כדי לבדוק את מצב שיתוף חולני, מודל מתאים צריך להיות מפותח שבו שבץ יוכל להיות בקשר עם Aβ לייצר פתולוגיה AD-כמו. בפעם הראשונה, עכברוש מהונדס APP21 כי יש גן APP אנושי מוטציה שולב DNA שלה שמש להשיג מודל הולם של מחלת אלצהיימר. המוטציות הן missense הכפולה השבדית מוטציות missense היחיד אינדיאנה, אשר שניהם היו מעורבות בצורות משפחתיות של 4,8,12 לספירה. בהעדר עלבון נוסף, גילי מודל עכברוש זה מבלי לפתח פלאק Aβ המאפיין או neurofibrillary מסתבכים 12. לכן, במאמץ לגרום פתולוגיה התנהגותית AD-כמו, שבץ קטן מוחדר בסטריאטום הנכון כדי לחקות את משיכות קורטיקליים קטנים לעתים קרובות נוכח חולי דמנציה 9. השבץ ב ra המהונדס APP21t מגלמת את מצב השיתוף חולני ומאפשרת חקירה של סוגים שונים של שינויים התנהגותיים מעורבים בשני תנאי המחלה. בפרט, אינדוקציה זו של גירעונות AD-כמו פתולוגיה וקוגניטיביות בחולדה המבוגרת מאפשרת לנו לחקור את השינויים מולקולריים וקוגניטיביות המוקדמים שקדמו לספירה.

מאחר והמטרה היא לקבוע את הסימנים הראשונים של שינויים התנהגותיים ומאז הן שבץ ומחלת אלצהיימר יש פתולוגיות ברורים מאוד התנהגותית, כאשר לומדים את מודל השיתוף חולני, משימות התנהגות צריכות להעריך מגוון של פנוטיפים התנהגותיים. ישנם סדרת מבחנים רגישים יחסית שניתן לעשות כדי לנתח מנוע התנהגותי קוגנטיבי במודלים של מכרסמים שכוללים מגוון של פרדיגמות וציוד. כדי לנתח באופן ספציפי תפקוד מוטורי forelimb ו hindlimb, המשימה גליל משימת קרן-הליכה יושמה לזהות גירעונות מנוע ולפקח תנועה במודל זה. משימות רגישות אחרות שנועדו להעריך בסדר במיוחד FOמיומנות מוטורית relimb (כלומר את המשימה המדרגת משימה להגיע גלולה אחת) דורשים מזון קיפוח 11,13,14. למען הסר ספק של ההשפעות הידועות של מניעת מזון על פתולוגיות המחלה 15,16,17, בדיקות אלה הוכרזו מתאימים למחקר זה. המשימה הגליל מעריכה את השימוש הספונטני של forelimbs של החולדה במהלך גידול בסביבת רומן והוא יכול לזהות סימטריה בין forelimbs בחולדות עם שבץ חד-צדדי 10,18. יתרון עיקרי למשימה זו הוא כי המנגנון יכול להיות מנוצל למשימות התנהגות אחרות, כגון המשימה לשחות נאלץ Porsolt 19. בניגוד משימת הגליל, משימת קרן-ההליכה גם מאפשרת ניתוח של hindlimb ושליטה מוטורית forelimb, בנוסף locmotion 10,14. קרן הליכה הכוללת מרכיב של תנועה, מרכיב איזון והשמה רגל מיומן. שני המבחנים הללו הם וחסכוניים, פשוט, ונדרש זמן יעיל להבהיר את ההשפעות של שבץ ומחלת אלצהיימר על ד ifferences בתפקוד הגפיים.

מלבד שינויים בתפקוד מוטורי, AD מערבות פגמים בזיכרון שיכול להציג בשלבים הראשונים של התפתחות המחלה. כאשר פונים הפתולוגיות כמו AD במודל מכרסם, זה קריטי, כי למידה תלויה בהיפוקמפוס והזיכרון נבחנים כי ההיפוקמפוס הוא מבנה מוח חשוב מושפע במידה רבה של מחלת אלצהיימר 2. ההיפוקמפוס הוא אזור במוח חיוני למידה מרחבית וזיכרון ותפקודו ניתן לבדוק באמצעות פרדיגמות מבוך שונים במכרסמים. אחת המשימות במבוך בעיקר בשימוש נרחב עבור במודלים של מכרסמים של מחלות שונות הוא מבוך המים של מוריס 20. מבוך המים של מוריס מנצל רמזים מרחביים כדי לסייע החולדה באיתור פלטפורמה נסתרת נייחת ובחן זיכרון המרחבי התייחסות כאשר הפלטפורמה מוסרת. יתרון חשוב של התקנת מבוך מים הוא שזה מאוד להתאמה בהתאם לשאלת המחקר המוצע 20.

אוהל "> בפעם הראשונה, הטכניקות המתוארות שימשו להעריך מנוע ותפקוד קוגניטיבי במודל חולדה שיתוף חולנית הרומן של שבץ ומחלת אלצהיימר. מעורבים משיכות קטנות במודל חולדה מהונדס APP21. Co-תחלואה הושגה על ידי גרימת vasoconstriction של כלי הדם בסטריאטום לייצר שבץ קטן בחולדות APP21 מהונדסות. מודל שבץ זה כבר מבוסס היטב כתנאי שיתוף חולני במודל חולדה חלופי AD 11. לקידום לתוך הרומן הזה APP21 מודל עכברים מהונדס נועד כדי לייצר מודל יקר יותר translationally. בעוד המשימות התנהגותיות מתוארות באמצעות מודל שיתוף חולני שבץ ומחלת אלצהיימר חולדה, משימות אלה ניתן ליישם בהמשך מודלים של שבץ או מודלים אחרים של מחלות נוירולוגיות אחרות (כלומר מחלת פרקינסון). הגנרל המתודולוגיה המתוארת תהיה נרחב החלימה על מדינות מחלה אחרות אלה, אבל צירה זמן התנהגות ופרדיגמות עשויים לדרוש מבוסס שינוי על המיל המוצעשאלה ודגם earch. בנוסף להיות וישים, את המשימות המתוארות יעילות הוכחת גירעונות קטין, גם בעת היותו עלות וזמן יעיל.

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

ועדת אתיקת חיה המוסדית המתאימה צריכה לאשר כל הליכי התנהגותי לפני תחילת ניסויים. כל עבודת החיה המתוארת כאן אושרה על ידי ועדת המשנה השתמש בבעלי חיים באונ' Western ועוקבת המועצה הקנדית על הנחיות טיפול בבעלי החיים. ניסויים בבעלי חיים אלה בוצעו במהלך שלב האור.

המשימות צילינדר 1. להערכת גרוס Forelimb Motor

  1. הגדרת ציוד
    1. רוכש גליל פרספקס עם מכסה מחורר זה יהיה להתאים את גודל החולדה משמשת הניסוי. גודלו של גליל לא צריך לאפשר החולדה להגיע לפסגה כאשר גידול והוא צריך לאפשר 2 ס"מ בין הקיר האף של עכברוש ובסיס הזנב של החולדה. הגודל הסטנדרטי של גליל הוא 23 ס"מ קוטר ו -40 ס"מ גובה עבור עכברוש 6 חודשים הישן (400-600 גרם).
    2. להציב מראה בזווית של 45 מעלות מתחת מנגנון הצילינדר עם הצילינדר יושב על Plexiglas לעמוד או כל צורה אחרת של תמיכה כ 30 ס"מ מעל השולחן.
    3. הגדרת מצלמת וידאו על חצובה במרחק מתאים לדמיין את בקוטר כולו של הגליל במראה על מצלמת וידאו.
    4. הפעל תאורה להגדרת דימר ולשחק רעש לבן בחדר (בנפח נמוך כלומר, מוסיקה מעודנת) כדי לצמצם את ההשפעה של רעשים פתאומיים. זה אמור לעזור לעודד תנועה ולמנוע הקפאה בשל רעשים.
  2. נוהל ניסיוני
    1. הזז את החולדות לתוך דקות ניסיוני חדר 30 לפני תחילת המשפט הראשון להתאקלם חולדות לחדר עם השמעת מוסיקה ותאורה דימר.
    2. כתוב את המידע על בעלי חיים ומשפט המתאימים (מספר חיה כלומר, יום ב ציר זמן ומספר משפט) על לוח לבן קטן. מניחים הלוח הזה מול המראה.
    3. שיא לחץ על מצלמת וידאו עם הלוח הלבן מול המראה, להרים את העכברוש ליד o הבסיסf הזנב, מניחים את החולדה בצילינדר ולאבטח את המכסה. סטנד בצד של הגליל כדי להימנע מלהתערב עם הקלטת וידאו.
    4. הסר את לוח לבן מול המראה ולתת שיא מצלמת וידאו החולדה בצילינדר במשך 5 דקות (להשתמש טיימר להקליט 5 דקות וממתי הלוח הלבן מוסר). זהו משפט אחד.
    5. נקה את הגליל עם מגבת נייר ומים לאחר משפט.
    6. חזור על שלבי 1.2.2-1.2.5 פעמים נוספות כדי להשיג סכום כולל של שלושה ניסויים. לא צריך להיות זמן 20-30 דקות בין משפט מנת להקטין את הסיכון של התרגלות הגליל. במהלך תקופה זו, ביצוע ניסויים גליל עבור חולדות אחרות.
  3. ניתוח וידאו
    1. קבצים מצלמים וידאו יבוא לתוך תכנית עריכת וידאו (כלומר iMovie)
    2. לקמפל את קטעי הווידאו לתוך קליפים עבור כל ניסוי. להשתיק את עוצמת הקול של וידאו להקטין את המהירות של וידאו ל -25% מהמחיר המקורי.
    3. לספור את מספר אנשי הקשר forelimbעם הקיר של הגליל עבור forelimb ימין ועל שמאל. עבור אנשי קשר על ימין ועל שמאל בו זמנית, count אנשי קשר forelimb אלה "הם". זכור כי הווידאו מוקלט דרך מראה, מה שנראה forelimb השמאל בסרטון תואם את forelimb התקין של החיה במציאות.
    4. חשב את השימוש אחוז forelimb המושפע (הנגדי השבץ) באמצעות המשוואה הבאה: [{(מושפע קשר + ½ קשר דו-צדדי) / צור קשר המספר הכולל} x 100]. הביצועים של שני קבוצות סוג בר והקבוצה המהונדסת ללא שבץ נחשבים קבוצות השוואה להעריך הצגת בעיות הנוצרת על-ידי מחלה.

2. Beam-הליכה המשימות להערכת מוטוריקה גסה

  1. הגדרת ציוד
    1. רוכשת קורת עץ אטום חלקה כי הוא 2 ס"מ רוחב ו כ 120 ס"מ (רוחב אופטימלי עבור עכברוש 200-600 גרם).
    2. מניחים שתי טבלאות או בלתי מדפיםשלה 100 ס"מ זה מזה. המשטחים של כל יחידה צריך להיות כ 40 ס"מ מעל פני הקרקע.
    3. Secure בשני הקצוות של הקורה לשולחן או מדפי שטח באמצעות קלטת. כ -1 מ 'אורך קורה נתמך כעת אמור להיות מורם 40 סנטימטרים מעל פני הקרקע.
    4. הגדרת מצלמת וידאו על סטנד, ללכוד את אורכו של הקורה. כדי לשפר לעומת זאת בסרטון, לשקול החדרת רקע שחור מאחורי הקורה בעת שימוש עכברים לבנים.
  2. נוהל ניסיוני
    1. הזז את החולדות לתוך דקות ניסיוני חדר 30 לפני תחילת המשפט הראשון להתאקלם חולדות לחדר עם השמעת מוסיקה ותאורה דימר.
    2. מניחים את הצינורות הביתה כלוב או העשרה סביבתית של עכברוש בקצה אחד של הקורה ומניחים את העכברוש בקצה השני של הקורה.
    3. לנהל כמה ריצות בלתי רשמה יומית לפני ניסויים ניסיוניים. תנו עכברוש לחקור את האזור ולהדריך את העכברוש אל הקורה ידי החזקת הבסיס של עכברוש"זנב s.
    4. לאחר העכברוש חצה את הקורה, להזיז את הכלוב או צינור אל הקצה השני של הקורה וחזור. כאשר החולדה חוצה את הקרן בחופשיות לשני כיוונים, האימון נגמר. שמור את מספר האימונים פועל עקבי בין כל בעלי החיים.
    5. כתוב את המידע על בעלי חיים ומשפט המתאימים (מספר חיה כלומר, יום ב ציר זמן ומספר משפט) על לוח לבן קטן. קלטת לוח לבן זה אל הקיר מאחורי הקורה.
    6. מניחים את צינורות העשרה הביתה כלוב או בסביבה של החולדה בקצה אחד של הקורה.
    7. שיא לחץ על מצלמת וידאו ולאסוף את העכברוש על ידי בבסיס הזנב ומקום בסוף ההפך קרן לכלוב או צינורות הביתה.
    8. רשום את מכלול המשפט, אשר מסתיים כאשר החולדה השלימה חוצים באורך המלא בהצלחה של הקורה הגבוה. אם הפסקות עכברוש באמצע הדרך לאורך הקורה, בעדינות בעורפו החולדה על ידי בבסיס הזנב או לגעת על זנבו של העכבר בעדינותכדי לקדם תנועה על הקורה. אל תדחוף את החולדה קדימה בכל דרך.
    9. Re-לעשות ניסויים שם החולדה היא מסתובבת מצד לצד בעוד על הקורה, שוב ושוב מפסיק הליכה או הולך עקבי. אם חולדה נופלת וממשיכה להיאחז הקורה, בעדינות לגרוף את החולדה ולמקם אותו בחזרה על הקורה במיקום של הסתיו להמשיך במשפט.
    10. להעביר את הכלוב הביתה או צינורות אל הקצה השני של הקורה, לשנות את # לדין על הלוח הלבן ולהקליט את משפטו.
    11. חזור על הליך זה עד סך של 6 ניסויים הושלם, עם 3 ניסויים מוקלטים לכל כיוון. כל 6 ניסויים עבור עכברוש ניתן להקליט לפני התחלת הניסויים עבור העכברוש הבא.
  3. ניתוח וידאו
    1. קבצים מצלמים וידאו יבוא לתוך תכנית עריכת וידאו (כלומר iMovie).
    2. לקמפל את קטעי הווידאו לתוך קליפים עבור כל בדיקה להשתיק את עוצמת הקול של הווידאו. לנתח כל מסגרת וידאו קליפ על ידי המסגרת.
    3. הספירהצעדים הכוללים החולדה לוקחת ללכת לכל האורך של הקורה ואת המספר הכולל של hindlimb השמאל וימין ופליטות forelimb ומספר כולל של נפילות. הביצועים של שני קבוצות סוג הבר והקבוצה המהונדסת ללא שבץ נחשבים בהשוואה לקבוצת השיתוף חולני להעריך הופעתה של גירעונות ייחודיים למצב השיתוף חולני.

3. מבוך המים מוריס למידה מרחבית תלויי בהיפוקמפוס והפניה זיכרון

  1. הגדרת ציוד
    1. Secure מצלמת וידאו ממוקם מעל מרכז בריכה עגולה (קוטר ס"מ 148 ו -58 ס"מ עומק). יישר את ארבעת הרביעים המיועד כראוי עם קווי המתאר של הבריכה התוכנית תוכנת מעקב.
    2. מלאו את בריכה עגולה עם מים כ 36 ס"מ עמוק. המים צריכים להיות מחומם לטמפרטורת החדר על ידי מילוי הבריכה כמה ימים לפני תחילת פרוטוקול הניסוי.
    3. להוסיף un צבע אקרילי רעיל שחורtil המים אטום בעת שימוש עכברים לבנים. השתמש בצבע בהיר, כמו לבן, לחולדות כהות בצבע.
    4. מקיפים את הבריכה עם משטחי קיר ריק, כולל חדר מחוגה במידת הצורך. כאשר בברכה, החולדה לא אמורה להיות מסוגל לראות את הנסיינים.
    5. חותך 4 רמזים מרחביים בצורה שונה גדולים בין צבעים שונים של הבריסטול ולצרף צורה אחת על הקיר לכל בצפון מיועד, מזרח, מזרח ומיקומי ברכת מערב. רמזים אלה צריכים להיות מעט גבוהים יותר מאשר שפת הברכה.
    6. הפעל רדיו בווליום נמוך ברבע מערב למנוע החולדה מלהיות מוסחת על ידי רעשים בלתי צפויים במהלך הבדיקה.
    7. מניחים פלטפורמה עגולה (קוטר 11.5 ס"מ, משטח 2-3 ס"מ מתחת לפני המים) במרכז ברבע היעד.
    8. לכבות את האורות בחדר הראשי ולהדליק מנורה עומד הרצפה בצד השני של המחיצה חדר לבריכה כדי להאיר את האזור.
  2. תצורת מחשב השתמש בתוכנית מעקב אשר נועד למשימות התנהגות מבוך המים של מוריס ולהקים פרוטוקול לפני תחילת הניסויים. דוגמא של תכנית אפשרית מסופקת באיור 4.
  3. הגדר 4 ימים רצופים עם 4 ניסויים של 90 שניות כל לניסוי למידה מרחבית.
  4. סט 2 ניסויי בדיקה נפרדים של 30 שניות כל 24 שעות לאחר ניסוי למידת מרחבית האחרון ו -1 השבוע לאחר הניסוי החללי הראשון.
  5. סט רמז ניסויי למידה ב 4 ניסויים ליום עבור 2 ימים רצופים החל 24 שעות לאחר ניסוי הבדיקה השני. כל משפט צריך להיות טוטאלי 60 שניות.
  6. עבור כל שלב, להגדיר את סדר הבדיקות כך שיש מרווח 20 דקות בין משפט בין כל ניסוי עבור כל חיה נתונה. ניתן להפעיל בעלי חיים אחרים בפרק זמן זה בין משפט, כל עוד כל חיה שומרת על מרווח 20 דקות בין משפט.
  7. ודא כי עמדת הפלטפורמה שתוגדר על ידי הנסיין ושכל אזורי אחרים הם דהקנס על ידי העמדה פלטפורמה המיועד.
  8. הגדר את התוכנית כדי להתחיל באופן ידני ולסיים כל משפט.
  • ניסוי למידה מרחבית
    1. מניח את הפלטפורמה העגולה ברבע הדרום המערבי. זה צריך להיות מתואם עם השטח "פלטפורמה" המיועד העגול ברבע על תוכנת המחשב.
    2. התחל עמדות מסביב לבריכה יש אקראית עבור כל חולדה. לייצג את כל מיקומי ההתחלה בכל קבוצת טיפול. אף עכברוש מתחיל המעמדת הצפונית עבור כל ניסויים למידה מרחבית בתוך הפרדיגמה שהוצגו לאפשר מיקום התחלת רומן במהלך בדיקת בדיקה.
    3. החזק את החולדה בבסיס זנבו בעדינות ומניחים אותו בתוך המים לאורך הקיר של הבריכה במיקום ההתחלה המיועד להעביר במהירות מחוץ לטווח הראייה של עכברוש.
    4. יש הנסיין האחר להפעיל את תוכנת מעקב בהקדם החולדה היא במים. טיימר צריך להתחיל ספירה קדימה מן 0 על תכנית המעקב. אם חולדת מאתרת הפלטפורמה, יש הנסיין האחר לעצור את הניסוי במחשב ולהשאיר את החולדה על הפלטפורמה לפחות 30 שניות לפני האחזור זה. אם החולדה קופץ מהבמה לפני המשפט הוא נעצר על המחשב, והמשפט ממשיך.
    5. אם החולדה לא למצוא את הפלטפורמה בזמן הניסיון הקצוב, להנחות את חולדת הפלטפורמה בעזרת יד (גם עושה את העכברוש אחרי ידך או להנחות את העכברוש ידי בבסיס הזנב שלה). החזק את החולדה על הפלטפורמה למשך 30 שניות.
    6. וייפטר מהמאגר ידי בבסיס הזנב שלה על זרועו של הנסיין כי הוא מכוסה במגבת או הניחו לחולדה לטפס על משטח נייד.
    7. חזור על שלבים 3.3.3-3.3.7 עבור סכום כולל של 4 ניסויים לכל חולדה. לא צריך להיות מרווח בין משפט של 20 דקות עבור כל חולדה.
    8. החזר את החולדות לכלוב ביתם מתחת לפנס חום עבור 10 דקות לפחות לאחר בדיקת למידת מרחבית הסופית של החולדה.
    9. המשך EXAפרוטוקול למידה מרחבית ct אותו ליום 2 עד יום 4 של למידה מרחבית.
    10. ביום 2-4, לא מחזיק את החולדה על הפלטפורמה יותר. אפשר החולדה לשבת על הרציף בלי סיוע למשך 30 שניות עם הנסיינים מחוץ לטווח הראייה. ניתן לעשות זאת במהלך ניסויים מאוחר יותר ביום 1 בהזדמנות.
  • ניסוי Probe
    1. הסר את הפלטפורמה מהבריכה. ודא את מיקום הפלטפורמה הקודם נשאר מוגדר במחשב (העיגול ברבע מהערב).
    2. מניח את החולדה בתוך המים לאורך הקיר של הברכה במיקום הצפוני ובמהירות לעזוב את הראייה של העכברוש. שימוש הרומן צפוני להתחיל בעמדה מבטיחה שהחולדה נזכרה לתפקיד הפלטפורמה העצמאי מעמדות תחילה להתאמן תחילה.
    3. יש הנסיין האחר להפעיל את תוכנת מעקב בהקדם החולדה היא במים. טיימר צריך להתחיל ספירה קדימה מן 0 על תוכנת מעקב.
    4. תחזר את החולדה מןברבע הדרום מערבי של הבריכה על ידי בבסיס הזנב שלה והחזק על זרוע מכוסה במגבת או הניח לחולדה לטפס על משטח נייד.
    5. החזר את החולדות לכלוב ביתם מתחת לפנס חום עבור 10 דקות לפחות לאחר כל הניסוי החללי של חולדה.
    6. חזור על הניסוי הזה (צעדים 3.4.1-3.4.5) 1 שבוע לאחר מכן.
  • ניסוי למידה רמז
    1. השתמשו קלטת להבטיח קיו כדורי לבן בקוטר 4 סנטימטר על עמדה כי הוא 8.5 סנטימטר על הפלטפורמה (גובה כולל של קיו הוא 12.5 סנטימטרים). חלקיו העליונים של המקל הכדורי יהיו לפחות 8.5 סנטימטרים מעל פני מים.
    2. הסר את רמזים מרחביים מקירות סביב הבריכה.
    3. בחר באקראי עמדות פלטפורמה ולהתחיל משרות בכל עכברוש בכל קבוצה. כל אזורי הפלטפורמה וההתחלה צריכים להיות מיוצגים לכל קבוצת טיפול.
    4. מניח פלטפורמה בתחום הפלטפורמה המיועדת ולהגדיר את תוכנת המעקב.
    5. מניחים את החולדה בתוך המים לאורך הקיר של הבריכה בזמן tהוא המיועד להתחיל בעמדה ובמהירות לצאת לטווח ראייתו של עכברוש.
    6. יש הנסיין האחר להפעיל את תוכנת מעקב בהקדם החולדה היא במים. טיימר צריך להתחיל ספירה קדימה מן 0 על תוכנת מעקב.
    7. לאחר החולדה מגיעה במהירות למשטח יש הנסיין האחר לעצור את הניסוי במחשב. אם החולדה קופצת מהבמה, והמשפט ממשיך. לפני אחזור החולדה, לאפשר החולדה לשבת על לוח העץ במשך 15 שניות.
    8. אחזר את החולדה ממאגר ידי בבסיס הזנב שלה והחזק על זרוע מכוסה במגבת או הניח לחולדה לטפס על משטח נייד.
    9. בדוק את מיקום פלטפורמת העכברוש הבא ולעבור הרציף לעבר האזור המתאים שהוגדר תוכנת המעקב.
    10. חזרו על שלבי 3.5.4-3.5.9 עבור 3 הניסויים הבאים. לא צריך להיות מרווח בין משפט של 15 דק '.
    11. החזר את החולדות לכלוב ביתם מתחת לפנס חום עבור 10 דקות לפחות לאחר כל של פינת עכברושl רמז למידה לדין.
    12. המשך הפרוטוקול זהה עבור יום 2 של למידה רמז.
  • ניתוח נתונים
    הערה: משך זמן אזורי, מרחק באזורים, מהירות ממוצעת, מספר כניסות לאזורים ואת זמן הכניסה הראשונה לאזורים משמשים לעתים קרובות.
    1. נתח את הזמן והמרחק להגיע לאזור פלטפורמה ואת המהירות הממוצעת ליום של מרחבית רמז למידה בנפרד. בניסויים חלליים, לנתח חביון הכניסה הראשונה לאזור היעד כתקופת גלם או שינוי אחוזים מן החללית 1 לחקור 2.
  • 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

    המשימות התנהגותי תיאר שימשו כדי להדגים את ההשפעות של שבץ במודל חולדה APP21 מהונדס של מחלת אלצהיימר. השילוב של שבץ ואת transgene APP21 צפוי לגרום גירעון מנוע גדול בגפיים הפגועים, וכן את גירעונות זיכרון מוגברים.

    המשימה הגליל העריכה תפקוד מוטורי forelimb גולמי יוצג שימוש forelimb הפגוע. יתר על כן, את משימת קרן-ההליכה שמשה להערכת תפקוד מוטורי hindlimb ספציפי תנועה. מאז השבץ הושר בסטריאטום הנכון, forelimb השמאל צפוי להראות גירעון מנוע אם אחד הוא הווה. הנתונים המוצגים בשני איור 2 ואיור 3 א ו 3 ב לא סטטיסטית להוכיח כי חולדות שיתוף חולנית יש גירעון forelimb או hindlimb, בהתאמה. בעוד שהחיות האלה עשו לא apאגס יש גירעונות forelimb או מנוע hindlimb, הם מופיעים יש הבדלים קלים בתפקוד מוטורי הנוגע לתנועה. במשימה הקורית במרחק צעדים הכולל הוגדלו באופן משמעותי החולדות מהונדסות השיתוף חולני עם לשבץ (p <0.05, איור 3c), דבר המצביעים על כך את משימת קרן-ההליכה רגישה מספיק כדי להרים שינויים קלים בהליכת תנועה. מודל שבץ striatal הקטן המשמש מייצר משייכות קטנות כי צפויות קטנים מכדי ליצור כל גירעונות מנוע מרכזיים, אך גירעונות הוכחו לפני במודלי שבץ אחרים עם שתי משימות אלה 10,14. הנה, משימות אלה יכולים פשוט לפקח תפקוד מוטורי ועל תנועה כאשר חוקרים את הפרמטרים שהוצגו.

    זיכרון למידה ועיון מרחבית תלויה בהיפוקמפוס ניתן להעריך ביעילות באמצעות מבוך המים של מוריס. לא היו הבדלים ניכרים בין קבוצות למידה (איור 5 א >, 5b איור), ולכן הבדלים בלמידה לא יכולים להסביר את כל הבדלים בביצועי זיכרון. חולדות מהונדסות APP21 עם שבץ הפגינו גירעון זיכרון התייחסות לטווח ארוך חזק בהשוואה לחולדות מהונדסות ללא שבץ חולדות פרא סוג עם לשבץ (p <0.05, 5c איור).

    למידת רמז הושלמה על מנת להבטיח כי יש חולדות יכולת שווה להשתמש ברמזים ויזואלית מרחבית כדי לאתר את הפלטפורמה במבוך המים של מוריס. כפי שמודגם איור 6 א ו -6 ב איור, לא נצפו הבדלים באורך חביון או נתיב להגיע אל הרציף במהלך הלמידה רמז בין הקבוצות. יתר על כן, מהירות השחייה הממוצע היה עקבי בין הקבוצות (איור 6 ג) שהראה כי המוטיבציה לברוח ולשחות היכולות היה שווה בין הקבוצות.

    איור 1 "src =" / files / ftp_upload / 53,089 / 53089fig1.jpg "/>
    איור 1:. ציר זמן עבור מנוע והערכות התנהגותי קוגנטיבי יום ניתוח וישכנע שבץ מוקצה יום 0 וכל ימי הבדיקות נמצאים הפניה עד עצם היום הזה. (א) קדם-ניתוח ובדיקה שלאחר ניתוח למשימת גליל (C) משימת קרן-הליכה (BM). (ב) מוריס מי מבוך למידה מרחבית, בדיקות בדיקה רמז למידה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

    איור 2
    איור 2:. צילינדר משימות שימוש אחוז forelimb המושפע חושב באמצעות המשוואה בשלב 1.3.4 ו טופל ערכי בסיס יום -3. הקו המקווקו האדום מצרף הערך 1.0 מייצג שימוש שווה של כלforelimb במשימת הגליל. סוג הפרוע באופן מקוצר כ- WT ו מהונדס באופן מקוצר כ- TG. מספרי בעלי חיים הם כדלקמן: WT + מלח (n = 7), שבץ WT + (n = 8), TG + מלח (n = 8), שבץ TG + (n = 6). כל הערכים מוצגים כממוצע ± SEM. (Two-way ANOVA, פוסט הוק של Tukey). נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

    איור 3
    איור 3:. משימת Beam-הליכת הסכום של כל התלושים עשה עם (א) מושפע ו- (ב) hindlimb מעושה על פני 5 ניסויים מוצג כיחס של המספר הכולל של צעדים שננקטו כדי לחצות את הקורה. ערכים היו סטנדרטיים ערכי בסיס כדלקמן: יחס שלאחר ניתוח - יחס טרום ניתוח. (ג) שלבים הכוללים לחצות את o קרן n יום -7 ויום 21. סוג Wild באופן מקוצר כ- WT ו מהונדס באופן מקוצר כ- TG. מספרי בעלי חיים הם כדלקמן: WT + מלח (n = 6), שבץ WT + (n = 6), TG + מלח (n = 6), שבץ TG + (n = 5). כל הערכים מוצגים כממוצע ± SEM ו כוכביות מצביעים על משמעות סטטיסטית. (One-way ANOVA, פוסט הוק של Tukey, p <0.05). נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

    איור 4
    איור 4: תצוגת תכנית הוכחת מקטעים נחוצים להתקנה והפעלת ניסוי כמה מודגשים של תכנית המעקב המשמשת מבוך מים של מוריס.. השקפת המנגנון עם הווידאו של הברכה בהשתתפות מעל תופיע רק כפי שהוצג כאשר בלשונית הבדיקות.3089fig4large.jpg "target =" _ blank "> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

    איור 5
    איור 5: למידה מרחבית וזיכרון התייחסות מבוך המים של מוריס למידה מרחבית נמדדה על ידי (א) חביון (B) אורך הדרך להגיע אל הרציף.. (C) זיכרון הפניה נמדד כמו אחוז שינוי של חביון הכניסה ראשונה לאזור היעד על בדיקת הבדיקה ביום 19 לעומת בדיקת הבדיקה 12 יום. סוג הפרוע באופן מקוצר כ- WT ו מהונדס באופן מקוצר כ- TG. מספרי בעלי חיים הם כדלקמן: WT + מלח (n = 8), שבץ WT + (n = 7), TG + מלח (n = 7), שבץ TG + (n = 8). כל הערכים מוצגים כממוצע ± SEM ו כוכביות מצביעים על משמעות סטטיסטית. (Two-way ANOVA ללמידה מרחבית חד כיווני ANOVA לבדיקה החללית, פוסט הוק של Tukey, p &# 60;. 0.05) אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

    איור 6
    איור 6:. רמז למידה במבוך המים של מוריס (א) חביון (B) אורך הדרך להגיע פלטפורמה מוצגים כממוצע של כל שמונת הניסויים של למידה. (ג) מהירות שחיו מוצגות כממוצע של כל שמונת הניסויים של למידה. סוג הפרוע באופן מקוצר כ- WT ו מהונדס באופן מקוצר כ- TG. מספרי בעלי חיים הם כדלקמן: WT + מלח (n = 8), שבץ WT + (n = 7), TG + מלח (n = 7), שבץ TG + (n = 8). הערכים מוצגים כממוצע ± SEM. (חד כיווני ANOVA, פוסט הוק של Tukey). נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של זהדמות.

    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

    השילוב של שבץ ותוצאות מחלת אלצהיימר פתולוגיות התנהגותיות מאוד ברורות שיכול להשפיע הן מנוע ותפקוד קוגניטיבי בהתאם לחומרה של כל תנאי. לפיכך, יש צורך לעשות שימוש במגוון של משימות התנהגותיות כדי לקבוע את תרומות פרט של תנאים אלה, כמו גם לתת כמה תובנה בשילוב ואפשרות אינטראקטיביות האפקטים במצב השיתוף חולני. הנתונים המוצגים להדגים שלוש וחסכוניים, זמן יעיל ומשימות התנהגות רגישות להעריך תפקוד מוטורי וזיכרון למידה ועיון מרחבית תלויה בהיפוקמפוס במודל חולדת שיתוף חולני רומן APP21 מהונדס עם שבץ. בנוסף לנתונים המוצגים, משימות אלה אומתו במודלים שבץ מוחי חמור יותר 10,14,18, וכן במודלים של מחלת אלצהיימר 8,16 וצריך להיות נרחב החלים על מודלים שונים של שתי המחלות.

    עם זאת, לא משימה הוא ללא limitations. עבור המטלות המוטוריות במיוחד, כמה מכלים עשויים להידרש אם החולדות להיות מורגל הצילינדר לבין הקורה. במשימת הגליל, מוטיבציה ייתכן שתידרש על מנת להבטיח את העכברוש משיג את הכמות המתאימה של אנשי קשר forelimb עם הקיר של הגליל. כדי להשיג תוצאה זו, היישום של ריח רעיל על המכסה או קיר המחורר של הצילינדר יכול להניע החולדה אחורית ולפנות הקיר של הגליל עם forelimbs שלה. לדוגמה, קצת חמאת בוטנים או תמצית וניל יכול להיות מרוח על הקיר הפנימי קרוב לחלק העליון של הגליל לעודד בחולדות לא פעילות להמשיך לחקור את קירות הצילינדר. טבעת של סרט צבעוני יכולה להיות מיושמת גם על החלק הפנימי של ¾ הגליל מעומק הצילינדר. דרך נוספת לקדם גידול כרוך בהסרת עכברוש בישיבה מחדש מציג אותו הצילינדר לאחר כמה זמן עבר, אשר הושג עם מרווח בין משפט בפרוטוקול. פרווהthermore, בהתאם לגובה של הגליל לעומת האורך והזכר לעכברוש הסרת המכסה המחורר באמצע משפט יכול להנחות גידול ומגע forelimb עם קיר הגליל. זה לא צריך להיעשות אם קיימת אפשרות החולדה תוכל לברוח מהגליל במהלך בדיקה. מניעים אלה עשויים לסייע להגדיל את מספר מתנשא, אבל לא צריך להשפיע על השימוש הקדמי על ימין ועל השמאל במהלך מגע קיר. אם יש עדיין דאגה עיקרית על מספר מספיק של אנשי קשר forelimb לאחר יישום ההצעות האלה, משפט יכול להסתיים לאחר העכברוש עשה בסך הכל 10 מתנשא, ללא תלות במשך הזמן. זה יהיה שונה 5 ניסויי הדקות השלימו בפרוטוקול לעיל, כמו בכל עכברוש יגיע סך של 10 מתנשא בזמנים שונים. עם מודל של שבץ ומחלת אלצהיימר שיתוף תחלואה, חשוב להיות מודע לשינויים בתפקוד הקוגניטיבי, חרדה ורמות הפעילות עלולים להתפתח אצל חולדות אלה. Wשינויים כאלה hile אינם משפיעים על התוצאה העיקרית ישירות של משימת גליל (השימוש forelimb הספונטני במהלך גידול), הקלטת תצפיות אחרות עשויים להוות ראית ערך אחרת שינויי התנהגותיים שאינם קשור מנוע שעשוי להתפתח. במשימת הגליל, התנהגויות כאלה ניתן לראות פוטנציאל ידי הניתוח להגדיל או להקטין גידול התנהגות, כמו גידול הוא צורה של התנהגות גישוש מוטיבציה. יתר על כן, אמצעים אחרים כגון משך זמן טיפוח, מפנה ונחיתה יכול לספק תובנה על חרדה וגירעונות פיסיים אחרים, בהתאמה.

    בשנת לגבי המשימה קרן-הליכה, באמצעות צינורות העשרה בכלוב בבית הוא בדרך כלל מספיק מוטיבציה עבור החולדה ללכת על הקורה. אם חולדה ממשיכה לעצור באמצע הדרך לאורך הקורה, פרסי מזון ריחני או לטפל, כגון כדורי סוכר דיוק חמאה או בוטנים, יכול להיות הציג בנוסף הצינורות העשרה בקצה השני. אם פינוקים מקבלים, להבטיח כי כל העכברושים לקבל abאת אותה הכמות של פינוקים ביום בדיקות, עצמאיים של הביצועים שלהם. בנוסף, במקום לרוץ כל ששת ניסויים עבור עכברוש לפני נעת על גבי העכברוש הבא, יכולים ייפרסו ניסויים. לדוגמה, שני המשפטים הראשונים ניתן היה להשלים לכל חולדות לפני תחילת שני הבא. זה עשוי למנוע את הגדלת מספר תחנות באמצע הדרך לאורך הקורה שיכול להתרחש על ניסויים מאוחר יותר, כאשר כמה חולדות יותר מדי בנוח עם הסביבה הקורה. עוד פתרון אפשרי אם עצירה תכופה מתרחשת הוא להפחית את מספר הניסויים. זה יכול להיות מיושם על ידי צבת מראה מאחורי הקורה כדי לנתח גפי שמאל וימין הוא כל ניסוי, ובכך מאפשרים את מספר הניסויים כדי להיות ירידה. יתר על כן, הרגלה אל הקורה עלולה להתרחש לאחר הפעלות בדיקות מרובות ויכולה לגרום חולדות מסרבות לחצות את הקורה נשאר יושב על הקורה, למרות כל המאמצים להניע את החיה. בגלל בעיה זו, הערכות קרן אינן אידיאליות עבור בדיקות חוזרות ונשנות ב loניסויי ng-טווח. בפרוטוקולים מנצלים חזרו בדיקות, פיצוי יכול גם להפוך דאגה בנוסף מוטיבציה. כדי להתגבר על בעיות של פיצוי בעת חציית הקרן, קרן קונה יכולה לשמש במקום קרן קבועה עץ 21.

    שוב, שינויים קוגניטיביים, לרבות חרדה מוגברת ושינויים ברמות פעילות הכוללת ומוטיבציה, עלולים להתרחש מודל זה חי. לכן, חשוב לשים לב חריג בין קבוצות ניסוי לגבי המוטיבציה של החיות לחצות את הקורה כמו גם מהירותם והתנהגות בלתי רצוניים (לעצור, לשבת, רועד, אורינטציה) בעוד חוצי הקורה.

    מחקר מחלת אלצהיימר ההתנהגות דורש בדיקת זיכרון לטווח קצר וארוך, אשר הושג כאן באמצעות מבוך המים של מוריס. פרוטוקולים רבים מחשיבים 24 שעות לאחר למידה מרחבית להיות זיכרון לטווח ארוך 21, אבל עם פרוטוקול זה בביתimeline של 24 שעות לאחר למידה מרחבית נחשב זיכרון לטווח קצר ושבוע נחשב זיכרון לטווח ארוך. במהלך פרק הזמן של שבוע זה ב-בין ניסויים חלליים, החולדות לא צריכים להיחשף משימות התנהגותיות אחרות או גורמי לחץ מיותר, כדי למנוע הפרעה עם זיכרון התייחסות מרחבית מבוך מים של מוריס.

    בשינה לגבי למידה מרחבית, הנסיינים צריכים להיות עקביים מחייב החולדה לשבת על הפלטפורמה בלי לקפוץ עבור סכום מסוים של זמן. אם החולדה יושבת בהצלחה על הפלטפורמה אבל קופץ כמו הנסיינים נכנסים מראה, העכברוש צריך להיות ממוקם או מודרך חזרה לרציף נדרש לשבת על הרציף עד הנסיין מאחזר החיה. כדי לאכוף את הלמידה של הפלטפורמה כמו הדרך היחידה להימלט מן המים, חולדות לא צריכות להיות ניטלות תוך כדי שחיו, אלא באווירת משפט חללי. אם חולדות מצליחים לקפוץ מהפלטפורמה אל שפת הבריכה, שקול להעביר את platforעוד מ לכיוון מרכז הבריכה כדי להרתיע למידה של תוואי חלופי של בריחה.

    כדי לוודא שאין הטיות מרחבית במהלך למידה מרחבית רמז, מיקומי התחלת עמדות פלטפורמה רמז לכל עכברוש קבוצת טיפול צריכים להיות אקראיים. בכל קבוצת טיפול צריכה מספר מייצג של חולדות החל מכל עמדה המוצא ללמידה מרחבית או בעקבות הפרדיגמה באותו מיקום התחלת פלטפורמה ללמידת רמז. לשיוך מיקומי ההתחלה, Vorhees וויליאמס להציג סט מאוד מפורט של מיקומי ההתחלה אקראית ללמידה מרחבית מיקומי ההתחלה פלטפורמה אקראי עבור רמז למידה 20. זה יכול לשמש ישירות או כקו מנחה להקצות תפקידים לכל חולדה לפני מבחן מבוך מים בתחילת מוריס.

    לניתוח של נתוני מבוך מים של מוריס, ההצעות בפרוטוקול לעיל הנן איך הנתונים המוצגים כאן נרכשו. את DATשנאסף בשלב 3.6 של פרוטוקול מי המבוך מעל מוריס יכול לשמש כדי לחשב מדדי תוצאה שונים שעשויות להועיל בתיאור חסר קוגניטיבי. לדוגמא, מעבר סט נתונים המספרי, תוכנת מעקב מציעה גם הנסיין את ההזדמנות לנתח מגרשי מסלול, אשר יכול לתת תובנה נוספות אסטרטגיות החיפוש 'החיות. בנוסף, אחוז הזמן מושקע או המרחק בתוך ברבע היעד ביחס לכל הרביעים יכול לשמש כמדד זיכרון התייחסות בניסויים חלליים. חשוב לזכור כי אלה מודלי השיתוף חולני חיה עשויים להפגין כמה גירעונות מנוע. השוואת מהירות לשחות בין קבוצות ניסוי יכולה לתת אינדיקציה אם גירעון מנוע פוטנציאל משפיע על יכולת החיות לבצע במבוך המים של מוריס. יתר על כן, כדי לכלול את ביצועי מנוע להיהפך לגורם מבלבל בתוצאות במבוך מים, מומלץ להסתכל על אורך הדרך להגיע פלטפורמהבנוסף חביון לשחות מהיר כפי שמודגם באיור 5 ו -6. אם שחי יכולת נפגעת בשום צורה, אורך מסלול הוא המדד המדויק ביותר על מנת להעריך תפקוד בהיפוקמפוס.

    אמנם יש צירי זמן שונים כי ניתן להחיל על כל משימות התנהגותיות אלה שתוארו, המתודולוגיה של הפעלת כל ניסוי צריך להישאר אותו דבר. הנתונים המוצגים כאן הושגו עם נקודת זמן החלמה 21 יום שלאחר שבץ, אשר לוכדת את האירועים הראשונים לאחר שבץ ואינטראקצית הפוטנציאל שלהם עם מטבוליזם Aβ במוח. בעוד הנתונים המוצגים כאן היה מודל שיתוף חולני של שבץ ומחלת אלצהיימר, משימות אלה ניתן ליישם או להתאימם שאלות מודלי מחקר שונות. בעוד מבחן הגליל הוא הליך סטנדרטי פחות לשינוי, משימת הליכת קרן יכולה להיות מותאמת במידה מה חומרתו של החוסר המנוע הצפוי על ידי בחירת widt קרן המתאימהHS. מבוך מים הוא מבחן המגוונים ביותר של כל הפרדיגמות המוזכרים במסמך זה. לדוגמא, בחירה במרווחים שונים בין סיום שלב הרכישה במשפט בדיקת זיכרון התייחסות מרחבית יכול לבדוק לטווח קצר בקלות וזיכרון לטווח ארוך. זיכרון עבודה והזזות אסטרטגיה, שני מרכיבים של פונקציה מבצעת, יכולים גם להיבדק באמצעות ההגדרה במבוך מים. להערכת זיכרון עבודה, המרווח בין המשפט יכול להיות מופחת תחת 1 דקות במהלך למידת רכישה במיקום פלטפורמה חדש. יתר על כן, שיש חיות ללמוד במיקום שני, חדש של הפלטפורמה לאחר רכישה מוצלחת של מיקום פלטפורמה ראשוני יכול לבדוק גמישות מחשבתית או משמרת אסטרטגיה. בהתחשב בכל השינויים הפוטנציאליים הללו, יש הרבה גמישות עם משימות ההתנהגות הללו, וזה עוד יתרון גדול בנוסף לכל היתרונות הנ"ל.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Disclosures

    החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Cylinder Western University Plexiglas Cylinder
    Cylinder Diameter: 23 cm
    Cylinder Height: 40 cm
    Platform Height: 30 cm
    Mirror Length: 35 cm
    Mirror Width: 26.5 cm
    This was made specifically by Western University Machine Services for our lab. Please contact your own chosen manufacturer to design this product.
    Handheld Video Camera JVC GZ-E200
    Video Camera Tripod Slik F163
    AM/FM Clock Radio Sylvania SCR1388
    White Board Walmart Width: 71.12 cm
    Height: 55.88 cm
    These can be purchased at any store (i.e. Walmart, University bookstores)
    Dry-erase Marker Expo Expo Dry-erase Original Marker These can be purchased at any store (i.e. Walmart, University bookstores)
    Wooden Beam Rona Plywood
    Width: 2 cm
    Length: 100 cm
    VWR General Purpose Laboratory Tape VWR Intl. 89097-920
    iMovie '11 Apple Inc. Version 9.0.9 (1795) This is the version used in this manuscript, but any other iMovie version or video editing software could be used.
    Morris Water Maze Pool with Platform Stoelting Co. 60136/60035 These are not the exact products used in the video, but these are essentially identical.
    Platform Cue - - The platform cue used was created using a small metal stand and white spherical foam ball. These can likely be purchased at any store with home improvement materials (i.e. Walmart, Rona etc.)
    Mainstays 71" Floor Lamp Walmart HW-F0377SLV
    ANY-Maze Behavioural Tracking Software Stoelting Co. 60000 There are ANY-maze® bundles that include the camera with or without a computer and accessories.
    Compact Video Camera Logitech V-U0023
    Laptop Hewlett-Packard HP Pavilion dv6 Notebook PC Laptop Specifics: AMD A6-3420M APU with Radeon HD Graphics 1.50 GHz, 6.00 GB RAM, 64-bit operating system.
    Americana Non-toxic Acrylic Paint DecoArt DAO67-9 This can be ordered on the DecoArt site or purchased in store at DecoArt retailers.
    Poster Board Walmart PA-1961

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Auld, D., Kornecook, T., Bastianetto, S., Quirion, R. Alzheimer's disease and the basal forebrain cholinergic system: relations to β-amyloid peptides, cognition, and treatment strategies. Prog Neurobiol. 68, (3), 209245 (2002).
    2. Huang, Y., Mucke, L. Alzheimer Mechanisms and Therapeutic Strategies. Cell. 148, (6), (2012).
    3. Querfurth, H., LaFerla, F. Alzheimer's disease. New Engl J Med. 362, (4), 329-344 (2010).
    4. Karran, E., Mercken, M., Strooper, B. The amyloid cascade hypothesis for Alzheimer's disease: an appraisal for the development of therapeutics. Nat Rev Drug Discov. 10, (9), 698-712 (2011).
    5. Akiyama, H., et al. Inflammation and Alzheimer's disease. Neurobiol Aging. 21, (3), (2000).
    6. Butterfield, D., Drake, J., Pocernich, C., Castegna, A. Evidence of oxidative damage in Alzheimer's disease brain: central role for amyloid β-peptide. Trends Mol Med. 7, (12), 548554 (2001).
    7. Kalaria, R. The role of cerebral ischemia in Alzheimer's disease. Neurobiol Aging. 21, (2), 321-330 (2000).
    8. Selkoe, D. Alzheimer's disease: genes, proteins, and therapy. Physiol Rev. 81, (2), 741-766 (2001).
    9. Snowdon, D. A., et al. Brain infarction and the clinical expression of alzheimer disease: The nun study. JAMA. 277, (10), 813 (1997).
    10. Clarke, J., et al. Overexpression of APP provides neuroprotection in the absence of functional benefit following middle cerebral artery occlusion in rats. Eur J Neurosci. 26, (7), 1845-1852 (2007).
    11. Whitehead, S., Hachinski, V., Cechetto, D. Interaction Between a Rat Model of Cerebral Ischemia and β-Amyloid Toxicity Inflammatory Responses. Stroke. 36, (1), 107-112 (2005).
    12. Agca, C., et al. Development of transgenic rats producing human β-amyloid precursor protein as a model for Alzheimer's disease: Transgene and endogenous APP genes are regulated tissue-specifically. BMC Neuroscience. 9, (1), 28 (2008).
    13. Bayona, N. A., Gelb, A. W., Jiang, Z., Wilson, J. X., Urquhart, B. L., Cechetto, D. F. Propofol neuroprotection in cerebral ischemia and its effects on low-molecular-weight antioxidants and skilled motor tasks. Anesthesiology. 100, (5), 1151-1159 (2004).
    14. Langdon, K., Clarke, J., Corbett, D. Long-term exposure to high fat diet is bad for your brain: exacerbation of focal ischemic brain injury. Neuroscience. 182, 82-87 (2011).
    15. Brownlow, M., et al. Partial rescue of memory deficits induced by calorie restriction in a mouse model of tau deposition. Behav Brain Res. 271, 7988 (2014).
    16. Halagappa, V., et al. Intermittent fasting and caloric restriction ameliorate age-related behavioral deficits in the triple-transgenic mouse model of Alzheimer's disease. Neurobiol Dis. 26, (1), (2007).
    17. Maalouf, M., Rho, J., Mattson, M. The neuroprotective properties of calorie restriction, the ketogenic diet, and ketone bodies. Behav Brain Res. 59, (2), (2008).
    18. Tillerson, J. L., et al. Forced limb-use effects on the behavioral and neurochemical effects of 6-hydroxydopamine. Neuroscience. 21, (12), 4427-4435 (2001).
    19. Sierksma, A., et al. Improvement of spatial memory function in APPswe/PS1dE9 mice after chronic inhibition of phosphodiesterase type 4D. Neuropharmacology. 77, (2013).
    20. D'Hooge, R., De Deyn, P. P. Applications of the Morris water maze in the study of learning and memory. Behav Brain Res. 36, (1), 60-90 (2001).
    21. Vorhees, C., Williams, M. Morris water maze: procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory. Nat Protoc. 1, (2), 848-858 (2006).
    מנוע ולמידת מרחבית Dependent בהיפוקמפוס ופניית הערכת זיכרון במודל חולדה מהונדס של מחלת אלצהיימר עם שבץ
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Au, J. L., Weishaupt, N., Nell, H. J., Whitehead, S. N., Cechetto, D. F. Motor and Hippocampal Dependent Spatial Learning and Reference Memory Assessment in a Transgenic Rat Model of Alzheimer's Disease with Stroke. J. Vis. Exp. (109), e53089, doi:10.3791/53089 (2016).More

    Au, J. L., Weishaupt, N., Nell, H. J., Whitehead, S. N., Cechetto, D. F. Motor and Hippocampal Dependent Spatial Learning and Reference Memory Assessment in a Transgenic Rat Model of Alzheimer's Disease with Stroke. J. Vis. Exp. (109), e53089, doi:10.3791/53089 (2016).

    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