Summary
Esercizio cardiovascolare ed esperienze stimolanti in un ambiente complesso hanno effetti positivi su più misure di neuroplasticità nel cervello dei roditori. Questo articolo discuterà l'attuazione di tali interventi come "superintervention", che combina in esecuzione ruota e complessità ambientale e affronterà i limiti di questi interventi.
Abstract
L'esercizio aerobico (per esempio, ruote in esecuzione (WR) ampiamente utilizzato nella ricerca animale) impatto positivo molte misure di potenziale neuroplastico nel cervello, come i tassi di neurogenesi adulta, l'angiogenesi, e l'espressione di fattori neurotrofici nei roditori. Questo intervento è stato dimostrato anche per mitigare gli aspetti comportamentali e neuroanatomici degli impatti negativi del teratogeni (cioè, l'esposizione dello sviluppo di alcool) e neurodegenerazione legata all'età nei roditori. complessità ambientale (CE) ha dimostrato di produrre numerosi benefici neuroplastici nelle strutture corticali e subcorticali e può essere accoppiato con ruota in esecuzione per aumentare la proliferazione e la sopravvivenza di nuove cellule nell'ippocampo adulto. La combinazione di questi due interventi fornisce un robusto "superintervention" (WR-EC) che può essere implementata in una varietà di modelli di roditori di disturbi neurologici. Discuteremo l'attuazione della WR / CE e la sua costituenteinterven- per l'uso come più potente intervento terapeutico nei ratti utilizzando il modello animale di esposizione prenatale ad alcol negli esseri umani. Discuteremo anche quali elementi delle procedure sono assolutamente necessari per gli interventi e quali possono essere modificate a seconda domanda o strutture dello sperimentatore.
Introduction
Allevamento in ambienti diversi è nota da tempo per causare cambiamenti in varie misure di benessere neurologico. Molti studi guardano gli effetti benefici di allevamento in un ambiente complesso (CE) che iniziano con una ricerca innovativa da Diamond e Rosenzweig (ad esempio, 1, 2) e Greenough (Ad esempio, 3, 4). CE ha dimostrato di avere un effetto positivo sulla innegabili cambiamenti sinaptici e cellulari nel cervello 5, 6, 7. CE può interessare una molteplicità di regioni cerebrali tra cui l'ippocampo 8, 9 e corteccia visiva 10, 11, striato ventrale 12, 13, nonchécome la funzione neuroimmune a livello cerebrale (rivisto in 14). Particolare interesse si è sviluppato dagli studi su ippocampo quando è stato dimostrato che CE può aumentare il tasso di sopravvivenza delle cellule granulari adulti nati del giro dentato attraverso la plasticità dendritiche 9, 13. Questo ultimo punto ha raccolto molto interesse a causa della crescente corpo di letteratura che indica che l'esercizio cardiovascolare promuove la neurogenesi adulta sia in buona salute e danneggiato il cervello 15, 16, 17, 18. In esecuzione della rotella (WR) è un facile da implementare forma di attività cardiovascolare volontariato che ha dimostrato di essere utile in modelli di roditori di disturbi neurologici o invecchiamento 17, 19, 20. WR influenza l'espressione dei fattori di crescita sia nel sistema nervoso centrale e periferico 21, 22, 23.
Combinando (successivamente) WR e EC in un "superintervention" (WR-CE) (cioè, 12 giorni di WR seguiti da 30 giorni in EC) prevede un aumento robusta ippocampali neurogenesi adulta e un aumento della sopravvivenza delle cellule neo proliferato 8, la effetto che nel modello animale di FASD non è raggiunto da singoli componenti (vedi sotto). Dal momento che entrambe le componenti del WR-CE riguardano una gamma diversificata di strutture all'interno del cervello 13 (WR rivisto in 22, CE recensione in 24), l'attuazione di questo intervento può essere facilmente applicato ai modelli di roditori di entrambi i modelli insorgenza di vita di sviluppo e successive di neurologico impairment (per esempio, l'esposizione di alcol neonatale, l'invecchiamento, presto lo stress della vita).
nt "> Integrazione di WR-CE, nei periodi adolescenti e gli inizi degli adulti (ad esempio, giorni postnatali 30 - 72) può migliorare alcuni degli effetti negativi di un modello murino di disturbi dello spettro fetale alcolico (FASDs) 8 Una raccolta di studi hanno. dimostrato che i roditori esposti all'alcol dal giorno postnatale (PD) 4 a 9 visualizzazione deficit significativi nelle misure neuroanatomiche come la complessità dendritiche 25, lo sviluppo cerebellare 26, 27 e reattività neuroimmune 28 nonché manifestazioni di apprendimento e di memoria 29, 30, 31 . Anche una ridotta quantità di esposizione alcol all'interno di questa finestra temporale (cioè PD da 7 a 9) può portare a deficit di apprendimento e la memoria in adolescenti e adulti ratti 32, mentre alcune strutture non vedono più in ordine ainsufficienza neuroanatomiche significativa 27. Molti di questi deficit - oltre a disturbi comportamentali nei compiti ippocampo-dipendente - sono stati mitigati in seguito all'esposizione a questo paradigma WR-CE 8, 33 o solo WR 25, 31. Sebbene WR sola è stato un intervento ampiamente utilizzato, la combinazione di WR-CE non è ancora stata utilizzata in letteratura nonostante la sua capacità di sostenere i benefici relativamente a breve termine di WR 8. Questo articolo discuterà la realizzazione dell'intervento WR-CE durante l'adolescenza. Sebbene questo paradigma è utilizzato nel contesto di esposizione all'alcol postnatale, può essere introdotto in vari modelli animali per valutare il potenziale del cervello per TG nei modelli di disturbi cerebrali.Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Etica Dichiarazione: Il seguente protocollo è stato approvato dal Comitato Istituzionale cura e l'uso degli animali (IACUC) dell'Università del Delaware.
1. L'esposizione dello sviluppo (o modello di binge-come l'etanolo esposizione)
- Su PD3, determinare il sesso di ogni animale e cross-promuovere tutti gli animali, se necessario, per mantenere le dimensioni lettiera (8 animali) e la distribuzione del sesso (4 maschi: 4 femmine) coerente all'interno di ogni cucciolata.
NOTA: E 'importante mantenere le dimensioni lettiera e la distribuzione del sesso più coerente possibile per evitare confonde sperimentali. Anche se questo protocollo utilizza 8 cuccioli (4 maschi e 4 femmine) per figliata, dimensioni dei cuccioli alternativi o distribuzioni sessuali possono essere adattati alle esigenze del disegno sperimentale. - Per via sottocutanea iniettare una piccola quantità di inchiostro di china nero nelle zampe per identificare gli animali all'interno di ogni cucciolata.
- Pseudo-casuale assegnare cucciolate come sperimentali (che contengono il controllo sham-intubati alcool-esposti (AE) e il 50% al 50% (SI) pups) o succhiare il controllo (SC) (animali che non sono sottoposti ad alcuna intubazione, la coda di ritaglio, o protocolli di separazione dal PD 4-9, tranne per la pesatura quotidiana e l'orecchio-punzonatura).
- Per mantenere la dimensione del gruppo coerente, assegnare il doppio delle cucciolate sperimentali come cucciolate SC.
- Pesare ogni animale per poi tornare alla sua gabbia casa. Pesatura di animali dovrebbe avvenire ogni giorno durante il periodo di intubazione (PD 4-9).
- Rimuovere l'intera cucciolata dalla diga.
- Posizionare cuccioli su tappetino riscaldato.
- Registrare il peso di ogni singolo cucciolo.
- In PD4, dopo aver valutato ogni animale calcolare la quantità di alcol necessario per un totale di 5,25 g / kg / giorno per ciascun animale (in base al peso dei cuccioli dal punto 1.4) 8.
- Somministrare alcol come 11,9% di etanolo-in-latte sostitutivo (vol / vol).
- A partire da 09:00, rimuovere uno cuccioli di lettiera dalla madre alla volta.
- Somministrare l'etanolo-in-latte per ogni cucciolo AE
- Sham-intubare ogni cucciolo SI 8.
- Ripetere i punti 1.5. attraverso 1.8. per ogni cucciolata sperimentale.
- Due ore dopo la prima dose, ripetere la procedura di dosaggio (punti 1.5 tramite 1.8) per una seconda dose di alcol.
- Un'ora e mezza dopo la seconda dose di alcol (il punto in cui viene raggiunto picco contenuti al giorno di alcol nel sangue), la raccolta e il sangue centrifuga dalla cuccioli AE e SI tramite la coda di ritaglio per il futuro di alcol nel sangue analisi del contenuto 35.
- Raccogliere 60 ml di sangue.
- Mettere il sangue in una provetta 1 ml. sangue centrifugare a 1,5 g per 25 min.
- Raccogliere accuratamente il siero surnatante dalla provetta e salvare per le future analisi del contenuto di alcol nel sangue.
- Ripetere la procedura di dosaggio (punti 1.5 tramite 1.8) con latte al posto di etanolo-in-latte per evitare deficit nutrizionali dalla incapacità di cura in AEcuccioli.
- Eseguire un totale di 2 dosi di latte supplementari 2 h a parte il PD 4.
- Ripetere i passaggi 1.4 tramite 1.12 (tranne che per il punto 1.11) il PD 5-9.
- Dopo la dose di latte supplementare finale sul PD9, orecchio pugno tutti i cuccioli per l'identificazione nella gabbia CE.
- Coordinate orecchio perforato con un certo grado di numero di strame o identificativo (ad esempio, cucciolate dispari all'interno di una coorte otterrebbe loro orecchio sinistro pugno mentre gli animali provenienti da cucciolate numero pari otterrebbe loro orecchio destro perforato). In questo modo sarà più facile identificare gli animali in gabbia CE dovrebbero più animali provenienti da diverse cucciolate avere lo stesso modello pawmark.
2. Lo svezzamento
- Su PD 23, casa di tutti gli animali in gabbie di 2 - 3.
- Assicurarsi che tutti gli animali alloggiati nella stessa gabbia sono dello stesso sesso.
- Include una SC, un SI, e uno AE animali per gabbia, quando possibile.
- Ridurre al minimo il numero di compagni di gabbia °a sono dalla stessa cucciolata.
- Assicurarsi che tutti gli animali sono in grado di accedere a cibo e acqua.
Esecuzione 3. Wheel
- Su PD30, destinare la metà delle gabbie con gli animali a WR. Casa questi animali in gabbie con un accesso gratuito a ruota in esecuzione in acciaio inox in allegato.
- Assicurarsi che le ruote hanno un contatore per calcolare il numero totale di giri.
- Pesare tutti gli animali sul PD 30 e PD 36.
- Controllare il numero di giri di ciascuna ruota alle 9 ogni giorno.
- Lasciare animali nel loro rispettiva condizione custodia per 12 giorni.
4. complessità ambientale
- Preparare la gabbia CE prima 09:00 nel giorno che corrisponde al PD 42 per animali da esperimento.
- Ottenere un 30 "x 18" x 36 "gabbia d'acciaio zincato.
NOTA: La gabbia dovrebbe avere più livelli, sia in grado di sostenere il peso di molteplici ratti, essere riempito con il campionebiancheria da letto, e hanno più sedi per fissare bottiglie d'acqua e distributori di cibo. - Mettere romanzo, oggetti colorati di dimensioni variabili e forme nella gabbia.
- Mettere 6 grandi giocattoli nella gabbia CE. Assicurarsi che ogni giocattolo è abbastanza grande per 3 o più ratti per interagire con contemporaneamente.
- Mettere 6 giocattoli di media nella gabbia CE. Assicurarsi che ogni giocattolo è abbastanza grande per 3 - 4 ratti di interagire con contemporaneamente.
- Collocare un sacco (almeno 20) di giocattoli piccoli nella gabbia CE.
- Utilizzare i giocattoli di diversi colori, forme, dimensioni, ecc novità è fondamentale per questo intervento (vedi la discussione).
- Inserire due piatti di alimento alle estremità opposte della gabbia.
- Inserire due bottiglie di acqua in corrispondenza di estremità opposte della gabbia.
- Ottenere un 30 "x 18" x 36 "gabbia d'acciaio zincato.
- Alle 9 del mattino del PD 42, pesare tutti gli animali e riposizionare gli animali WR alla gabbia CE. Ogni gabbia CE deve contenere 9 - 12 animali.
- Assicurarsi che nessun animali hanno entrambi lo stesso pawmark e l'orecchio-gioco di parolemodelli ch.
- Controllare tutto il cibo e acqua al giorno.
- Ogni due giorni, togliere i giocattoli dalla gabbia CE e sostituirli (secondo passo 4.1.2.).
- Ogni tre giorni, pulire la gabbia CE.
- Rimuovere gli animali dalla gabbia CE e metterli in gabbie di permanenza temporanea di 2 - 3 animali.
- Rimuovere tutti i letti dal fondo della gabbia.
- Restituire lo stesso giocattoli alla gabbia a meno che questo giorno coincide con il programma di giocattolo di sostituzione (in base al punto 4.4.).
- Sostituire tutto il cibo e l'acqua.
- Sostituire i topi nella gabbia CE.
5. Tessuto Collect
NOTA: raccolta Tissue (ad esempio, perfusione con paraformaldeide) e stoccaggio (ad esempio, gelati, paraffina) può essere eseguita con una varietà di metodi. Quanto segue spiegherà il processo di perfusione con 4% paraformaldeide in 0,1 M tampone fosfato (4% paraformaldeide in PBS) Soluzione 8.
Attenzione: Paraformaldeide è cancerogeno e può anche causare irritazioni cutanee, reazioni allergiche della pelle, o di danni agli occhi. Utilizzare adeguata protezione per gli occhi / pelle.
- Esporre un ratto alla volta per isoflurano per anestetizzare leggermente l'animale.
- Intraperitoneale iniettare il ratto con 2 ml / kg di miscela ketamina / xilazina (1,5 ml xylazina mescolato con 10 ml di ketamina).
NOTA: ketamina e xilazina sono entrambi a concentrazioni archivi di 100 mg / mL prima della combinazione per la miscela di iniezione. - Una volta ratto non è più reattivo, profumato l'animale con 0,1 M tampone fosfato salino (PBS, pH = 7,2) seguito da 4% paraformaldeide in PBS (pH = 7,2).
- Rimuovere cervello e conservare in 4% paraformaldeide in PBS a 4 ° C per 48 h.
- Dopo 2 giorni, trasferimento di soluzione al 30% di saccarosio aggiunto al 4% paraformaldeide in PBS a 4 ° C.
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Representative Results
Al fine di valutare l'effetto dell'intervento super, dobbiamo guardare gli effetti di ciascuno dei suoi elementi costitutivi - WR e CE - sulle nostre misure di interesse. Le figure da 1 a 3 (di seguito) è apparso in una precedente pubblicazione che utilizza questo paradigma 8. Figura 4 è apparso in una tesi di dottorato 36. Questi dati dimostrano l'impatto di WR-CE sulla ippocampale neurogenesi adulta nel giro dentato. Tutti i grafici illustrano i mezzi del gruppo, con barre di errore che indica un singolo errore standard dalla media. Figura 1 mostra aumenti proliferazione cellulare seguenti porzione WR del nostro intervento, indicando che il componente WR è robustamente in grado di aumentare la proliferazione cellulare nel DG dell'ippocampo in genere sviluppo, early-life sottolineato, e gli animali alcool-esposti. figura 2dimostra la capacità di CE di aumentare la sopravvivenza delle cellule adulte generata nella DG di animali che sono stati esposti a uno stress o alcool neonatale. La figura 3 mostra l'aumento delle cellule che si differenziano in un fenotipo neuronale, indicando che WR-CE può aumentare la proliferazione e la sopravvivenza delle cellule dei granuli giro dentato adulti nati in animali che subiscono l'esposizione neonatale di alcool o di stress intubazione, implicando come terapeutico deficit di soccorso in dell'ippocampo neurogenesi adulta. Infine, la Figura 4 conferma l'effetto WR-CE sulla plasticità dendritiche: la lunghezza dei dendriti doublecortin-positivo di cellule granulari giro dentato 'in ratti AE non è più diverso dal controllo. Il contenuto di alcol nel sangue (BAC) il PD 4 era 321,19 ± 14,03 mg / dl (media ± SEM), paragonabile ad altri studi che utilizzano questa esposizione paradigma 28, 37. Studi precedenti hanno dimostrato che gli animali unattraversano questi gruppi di trattamento non differiscono in distanze eseguiti durante WR 15.
Figura 1. WR Aumenta Robusto proliferazione cellulare nella DG Hippocampal. Microfotografie mostrano differenze nella proliferazione cellulare nella DG su PD42 (la cessazione del WR) come marcato con Bromo-deossiuridina (BrdU) negli animali AE seguenti WR (A) e l'alloggiamento sociale (B). WR aumenta robustamente proliferazioni cellulari a prescindere dal trattamento neonatale (C). A due vie ANOVA ha rivelato un effetto principale della condizione abitativa (WR vs. SH) (F = 1,40 19,703, p <0.001), mentre nessun significativo effetto principale del trattamento post-natale (SC vs. SI vs. AE) o interazione tra i due fattori sono stati osservati. confronti post hoc sono stati eseguiti i test di Tukey. Tutti i valori rappreseninviato media ± errore standard della media (SEM). * P <0,05, #p <0.01. Questo dato è stato riprodotto da Hamilton et al. 2012 8. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 2. WR Seguito da salvataggi CE deficit nella cellula di sopravvivenza a seguito di esposizione neonatale alcool o stress Sham. Microfotografie mostrano differenze di cellule marcate con BrdU in animali AE da WR-EC (A) e le condizioni alloggiati sociali (B) iniettati con BrdU su PD41. animali socialmente alloggiati visualizzati in diminuzione a seguito di esposizione di alcol rispetto a succhiare controlli. Gli animali sottoposti i superintervention visualizzazione aumentato i tassi di sopravvivenza WR-CE delle cellule proliferanti dopo PD41 in entrambi i gruppi Si e AE (C). A due vie ANOVA ha rivelato un effetto principale della condizione abitativa (WR vs. SH) (F = 1,29 11.402, p <0.01) e una significativa interazione tra il trattamento post-natale e la condizione alloggiamento (F = 1,29 3.870, p < 0.05), mentre è stato osservato alcun significativo effetto principale del trattamento post-natale (SC vs sI vs. AE). Un one-way ANOVA all'interno di animali SH ha rivelato un effetto principale del trattamento post-natale (F = 1,19 3.727, p <0.05), mentre un one-way ANOVA all'interno di animali WREC ha rivelato differenze significative tra i trattamenti post-natale. confronti post hoc sono stati eseguiti i test di Tukey. Tutti i valori rappresentano media ± SEM. * P <0,05, #p <0.01. Questo dato è stato riprodotto da Hamilton et al. 2012 8. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figuri.
Figura 3. WR-CE salva deficit nella neurogenesi dopo l'esposizione neonatale alcool o di stress Sham. Co-localizzazione di BrdU (verde) espressione e NeuN (rosso) in cellule granulari dell'ippocampo. immagini confocale a fluorescenza sono state acquisite a seguito delle procedure di immunoistochimica. BrdU è stato iniettato sul tessuto PD41 è stato raccolto su PD72. Sia BrdU e NeuN sono stati osservati nel DG (A, B). Anche se gli animali SC non hanno mostrato un aumento significativo numero di proliferanti neuroni, sia gli animali AE e SI hanno mostrato un aumento neurogenesi (come indicato dalla doppia marcatura con BrdU e NeuN) seguendo il paradigma WR-CE rispetto ad animali socialmente alloggiati (C) . A due vie ANOVA ha rivelato un effetto principale della condizione abitativa (WR vs. SH) (F = 1,28 20,48, p <0.001), mentre nessun significativo effe principalesono stati osservati ct del trattamento postnatale (SC vs. SI vs. AE) o interazione tra i due fattori. confronti post hoc sono stati eseguiti i test di Tukey. Tutti i valori rappresentano media ± SEM. * P <0,05, #p <0.01. Questo dato è stato riprodotto da Hamilton et al. 2012 8. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 4. WR-CE salva deficit in dendritiche Complessità di cellule dell'ippocampo DG granuli. Sholl analisi delle intersezioni dendritiche illustrano gli effetti migliorativi del WR-CE sulla complessità dendritiche nel giro dentato di ratti adulti a seguito di esposizione alcol neonatale. In condizioni abitative sociali, gli animali AE hanno un ridotto numero di DG cellule dei granuli intersezioni dendrite relativi agli animali di controllo (a). Corpo in WREC aumenta il numero di incroci negli animali AE rispetto ai controlli socialmente alloggiati (b). Animali allevati in AE nostro paradigma WREC mostrano un numero simile di intersezioni relativi agli animali di controllo alloggiati in WREC (c). ANOVA misure ripetute sono state effettuate sui dati di ogni grafico. Pannello A dimostra un effetto principale del trattamento post-natale (F = 1,11 6,265, p = 0,029). Pannello B mostra una tendenza verso un effetto principale tra condizioni abitative (F 1,6 = 4.181, p = 0.087). Pannello C mostra alcuna differenza significativa tra SC e gli animali AE all'interno della condizione abitativa WREC. Tutti i confronti post hoc sono stati eseguiti i test di Tukey. Tutti i valori rappresentano media ± SEM. ^ P <0.01, * p <0,05. Questo dato è stato riprodotto da Hamilton 2012 36.pg "target =" _ blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
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Discussion
Nel protocollo di cui sopra, abbiamo dimostrato un intervento espediente per salvare i deficit neuroanatomiche seguenti l'esposizione di alcol neonatale. Questo intervento può essere utilizzato come terapeutico in altri modelli animali a causa della robustezza di ciascuno dei componenti dell'intervento. Volontario attività cardiovascolare in forma di WR ha dimostrato di beneficiare diversi risultati comportamentali 38, 39 e indurre alterazioni plastica funzionali in regioni del cervello come l'ippocampo (valutata in 40). Ciò è in parte dovuto alla espressione di fattori di crescita e di altri meccanismi neuroprotettivi nel parenchima cerebrale sia nei roditori e nell'uomo 21, 41. Completando questi effetti, CE può indurre benefici cellulare 6, 11, 42, 43, Strutturale 2 e farmacologica 12, 44 cambiamento nei roditori.
Al fine di WR per essere massimamente efficace in questo particolare modello di sindrome umana, è fondamentale per gli animali di avere accesso volontario a una ruota in esecuzione funzionale; accesso ruota quotidiano dovrebbe durare per un lungo periodo di tempo di almeno 45 10-12 ore al giorno e preferibilmente 24 ore (sono stati segnalati alcuni effetti negativi di astinenza dalla ruota in esecuzione). Questo paradigma WR dura per 12 giorni per consentire la combinazione di WR e CE di inserirsi in adolescenza e la prima età adulta. La durata, età al momento dell'esposizione, e modalità di esercizio (tra gli altri fattori) possono influenzare l'efficacia di esercizio come un intervento terapeutico 46, e tali fattori critici devono essere considerati quando si pianifica di implementare questo protocollo o di qualsiasi altro paradigma WREC. Una componente chiave di questo paradigma CE è la nonvelty dei molteplici oggetti nell'ambiente e l'interazione sociale (rivisto in 14, 47). Pertanto, è fondamentale per le voci in questo paradigma di essere sostituito ogni 48 h. Sulla base della necessità di più elementi, l'interazione con gli oggetti e la loro esplorazione e l'interazione sociale, scopriamo che il nostro numero di oggetti unici, frequenza di sostituzione voce, e il numero di compagni di gabbia è sufficiente per indurre risultati terapeutici sulle misure neuroanatomiche che valutiamo. Abbiamo scoperto che l'esposizione continua per 30 giorni è più appropriato per superare i deficit indotti da esposizione alcol neonatale di interazione limitata esposizione a un ambiente romanzo.
L'obiettivo di questo protocollo è quello di introdurre un paradigma WREC che affronta sia l'esercizio cardiovascolare e componenti ambientali novità di intervento di plastica. Per questo motivo, ci occuperemo la modifica che può essere fatto al paradigm ma mettere in guardia l'uso di modifiche che possono alterare i modi che gli animali interagiscono all'interno del paradigma, nonché le conclusioni sperimentali che si possono trarre. Una possibile alterazione sarebbe l'introduzione di esecuzione ruote per l'ambiente EC. In tal modo, sarebbe difficile determinare il contributo relativo di ciascun componente. Sarebbe inoltre difficile garantire che tutti gli animali partecipano sia i componenti WR e componenti CE del paradigma come alloggio di 8 - 10 animali insieme è necessaria per la CE. Tuttavia, dal momento che l'accesso a lungo termine per l'esercizio fisico è fondamentale per l'efficacia di questo intervento 45, ulteriori ricerche possono riguardare il rapporto ottimale di accesso WR di accesso della CE (anche se i metodi in questo protocollo hanno dimostrato robusti implicazioni neuroanatomiche e comportamentali 8, 33) . Modifiche singoli elementi utilizzati nell'ambiente EC sono accettabili, ma è critical per gli elementi per essere interessante, complesso, romanzo, stimolante e spesso aggiornata 14.
Questo paradigma non contiene diverse limitazioni innate nelle nostre mani, che devono essere considerati quando si pianifica di implementare questo "super-intervento". Una limitazione alla componente WR del paradigma è l'incapacità di valutare la distanza gestiti da singoli animali. Una delle soluzioni ovvie e semplici sarebbe un alloggiamento individuale degli animali durante componente WR. Tuttavia, deve essere sottolineato che i singoli alloggi è ampiamente accettata come dannosa per gli animali e può anche contrastare direttamente gli effetti benefici della ruota in esecuzione 48. Un ulteriore alternativa (anche se in termini di tempo e imperfetto) sarebbe quella di registrare video alla ruota in esecuzione in ogni momento che gli animali hanno accesso. Ciò richiederebbe un identificatore univoco per ogni animale in una gabbia (ad esempio, la pittura colori unici o patterns sulla pelliccia di ogni animale) 49. Questa tecnica sarebbe ancora oggetto di confonde di più animali che utilizzano la ruota contemporaneamente. Una difficoltà simile porta a CE, in cui diventa difficile cibo limitare i singoli animali (senza limitare il periodo di consumo di cibo). Per ridurre l'impatto di questo, si consiglia alloggi in CE per un pieno di 30 giorni, seguiti da immediatamente di una paradigma restrizione alimentare. quantità di tempo prolungato su CE potrebbe inibire indotta plasticità che si verifica durante questo paradigma.
Come accennato in precedenza, l'importanza di questo articolo è quello di consentire la caratterizzazione coerente del paradigma CE e la sua attuazione seguente esercizio cardiovascolare in forma di WR. Precedente CE paradigmi hanno esposto gli animali a un alloggio CE senza esposizione a WR 12, 50, WR all'interno della gabbia CE per un breve lasso di tempo 51o con meno animali 52, o gli animali sono stati esposti a un ambiente CE per un periodo di tempo più lungo con meno frequente cambiamento di elementi gabbia 13. E 'probabile che gli effetti benefici del CE richiedono la plasticità indotta da WR in una finestra di tempo temporalmente rilevanti per mostrare beneficio a lungo termine. In questo modo, riteniamo che l'accoppiamento WR e CE per 12 e 30 giorni rispettivamente consente un intervento massimamente vantaggioso e concisa.
A questo punto, l'utilizzo di questo modello è stato limitato ai periodi adulti adolescenti e primi. Un ulteriore esame della robustezza di questo intervento in diverse fasi, e l'ontogenesi di beneficio neuroplastico dovrebbe essere esaminato ulteriormente in futuro. Inoltre, l'uso di diversi deficit dello sviluppo è fortemente incoraggiata, in quanto questo aiuterà nello sviluppo di interventi terapeutici efficaci per gli individui affetti da tali disturbi. la letteratura precedente ha demonstrated effetti indipendenti di WR o EC sulla neurogenesi adulta, l'apprendimento e la memoria, o comportamenti ansia-come in un modello genetico murino di ansia 53. La robustezza di questi due interventi e l'effetto sinergico della CE per sostenere gli effetti a breve termine di maggiori benefici WR-indotta (ad esempio, la proliferazione delle cellule dell'ippocampo e neurogenesi) rende ben pronta per l'integrazione in una vasta gamma di domande di ricerca.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Female Time-pregnant Long Evans Rats | Envigo (Formerly: Harlan, Inc.) | Average litter size is 8 - 10 pups | |
| Black India Ink | Higgins (Chartpak, Inc.) | 44201 | |
| Syringes and Injection Needles | Becton, Dickinson and Company (BD) | Assorted | For injection of pawmarking ink, administration of milk-alcohol solution |
| Ear Punch | Kent Scientific Corporation | INS750076 | |
| Running Wheels | Wahmann Labs | Wahmann Running Wheel is discontinued. One per cage. | |
| EC Cage | Martin's Cages, Inc. | R-695 | |
| Small EC Toys | Assorted | ||
| Medium EC Toys | Assorted | Should be able to fit 1 - 2 rats inside of/on top of object | |
| Large EC Toys | Assorted | Should be able to fit 3 or more rats inside of/on top of object |
References
- Diamond, M. C., et al. Increases in cortical depth and glia numbers in rats subjected to enriched environment. J Comp Neurol. 128 (1), 117-126 (1966).
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