Summary
След eyeblink классический подготовлять (ECC) был использован для оценки гиппокампа зависимых ассоциативные обучения взрослых крыс, которые были под высокой концентрации (11,9% v/v) алкоголя во время раннего развития новорожденных мозга. В общем ECC процедуры являются звук диагностические инструменты для обнаружения дисфункции мозга во многих психологических и биомедицинских параметров.
Abstract
Новорожденным крысам вводили относительно высокая концентрация этилового спирта (11,9% v/v) во время послеродовых дней 4-9, когда мозг плода подвергается быстрому организационных изменений и похож на ускоренного изменения мозга, которые происходят во время третьего триместра беременности в организме человека. Эта модель плода алкоголь спектра расстройств (FASDs) производит серьезные повреждения мозга, подражая на объем и структура выпивкою питья, встречается у некоторых беременных алкогольных. Мы описывают использование трассировки eyeblink классический подготовлять (ECC), вариант более высокого порядка ассоциативные обучения, чтобы оценить долгосрочные гиппокампа дисфункции, которая обычно рассматривается в подвергшихся воздействию алкоголя взрослого потомства. В возрасте 90 дней грызуны хирургически подготовлены с записью и стимулирующих электродов, которые измерены электромиографической (ГРП) мигает активность мышц левой веко и доставлены мягкий шок задний левый глаз, соответственно. После 5 дней периода восстановления они прошли 6 сессий трассировки ECC для определения ассоциативные обучения различия между воздействием алкоголя и контролировать крыс. След ECC является одним из многих возможных процедур ECC, которые могут быть легко изменены с помощью же оборудования и программного обеспечения, таким образом, чтобы можно было оценить различные нервные системы. ECC процедур в целом, может использоваться как средства диагностики для обнаружения патологии нервной систем различных мозга и различных условий, которые оскорбляют мозга.
Representative Results
Программное обеспечение eyeblink способен обеспечить большой и всеобъемлющий набор данных для многих типов измерений. Для краткости мы приводим в этом исследовании, представитель результаты обучения и производительности меры, которые включают адаптивной CR процент, адаптивные CR амплитуды, UR процент и UR амплитуды. Адаптивный CR период был выбран как он представляет собой приобретение своевременный eyeblink ответов за повторное обучение, в результате расширения синаптической пластичности в гиппокампе во время трассировки ECC50,51,52. UR меры были выбраны для выяснения ли дефицит новорожденных алкоголя индуцированной обучения в след ECC были из-за перебоев в ассоциативные обучения или сбоев в реагировании на шок нас - что может свидетельствовать о мотивации или мотор различия, а не обучения различия между группами лечения. Данные для каждой меры были проанализированы с использованием 2 (секс) x 3 (неонатальной группы) x 6 (сессия) смешанного ANOVAs, с сессии как фактор повторил мер. Существенные основные эффекты для новорожденных лечение были проанализированы с помощью тестов post hoc Тьюки и значимых взаимодействий были проанализированы с помощью простых эффектов тестов. Все статистические анализы были проведены с использованием минимального уровня Альфа-0,05 и результаты в графах среднее ± SEM.
Начиная с адаптивной меру процент CR, ANOVA указал значительные основной эффект неонатальной группы, F(2,21) = 11,69, p < 0,001, но без существенных основной эффект секса (p = 0,71) или значительное взаимодействие между этими факторами (p = 0,20). Как ожидается, адаптивной CR доля увеличилась в течение шести сессий обучения, F(5, 105) = 81,15, p < 0,001 и различия между новорожденным групп были зависит от определенного уровня сессии, F(10, 105) = 4.58, p < 0,001. Существовали без других значимых взаимодействий, связанных с коэффициента сессии. Аналогичным образом для адаптивной CR амплитуды, был снова значительной основной эффект неонатальной группы, F(2,21) = 22.32, p < 0,001, но без существенных основной эффект секса (p = 0,21) или значительное взаимодействие между этими факторами (p = 0,48). Амплитуда CR также значительно увеличилось за шесть сессий обучения, F(5, 105) = 59.27, p < 0,001 и различия между новорожденным групп были зависит от определенного уровня сессии, F(10, 105) = 4,31, p < 0,001. В целом как CR меры показали значительные различия среди группы и эти средства значительно разделены на различных сессиях обучения. Чтобы подтвердить, какие группы существенно отличались, Тьюки post hoc тесты показали, что крысы интубированных алкоголя (AI) выполняется значительно хуже на обоих CR меры, чем unintubated контроль (UC) и Шам интубированных крысы (SI) (p < 0.01 процент CR; p < 0,001 для CR амплитуда), которые не отличаются друг от друга (p> 0,05). Простые эффекты испытания на значительные группы новорожденных x сессии взаимодействий для обеих мер CR, подтвердил, что AI крыс были более существенно нарушаются в приобретении CRs, начиная с сессии 2 и проведении сессии 6 по сравнению с UC и SI крысы (все p< 0,05), которая не отличается друг от друга на протяжении шести сессий. Единственным исключением был адаптивной CR амплитуды для SI крыс не начинают значительно отличаются от AI крысы до 3 сессии. Эти результаты показаны на рисунке 5А, 5б.
Существовали никаких существенных различий в UR меры из-за пола, неонатальной группы или взаимодействие этих факторов с фактором сессии. Эти негативные выводы указал, что каждая группа смогла выделяют eyeblink ответы на шок нас одинаково, и не были обучения дефицит наблюдается в AI крыс под влиянием мотивационные или мотор различия в мигающий (Рисунок 6A, 6В).
Рисунок 5 : Приобретение трассировки кондиционером ответивших (среднее ± SEM). Раннего воздействия алкоголя (группы AI) существенно повлияло на приобретение адаптивной условный рефлекс (CR) процент (A) и амплитуды (B). Трассировка ECC является по своей природе трудно приобрести, поэтому меры относительно ниже, для всех групп - с задержкой ECC, доля может достигать 80-85% в FASD21,53-грызунов модели. Тем не менее трассировка ECC процедура является более таксировать на гиппокампе, который восприимчивыми к воздействию алкоголя во время раннего развития мозга. * = p < 0,05, ** = p < 0.01, *** = p < 0,001 между UC и ии крыс; в скобках указаны размеры выборки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 6 : Приобретение unconditioned ответов (средний ± SEM). Eyeblink производительности (процент UR и UR амплитуды) не был значительно отличаются между группами. Отсутствие различия указывают, что интенсивность шок, используемые во время приобретения учебных дифференциально не изменяют мотивации в AI крыс или их способности производить оборонительных мигать ответы на шок, по сравнению с обеих групп управления (UC и SI). В скобках указаны размеры выборки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Discussion
Щенков новорожденных крыс, которые получил этилового спирта во время послеродовых дней 4-9 выставлены трассировки eyeblink принадлежности нарушениями в зрелом возрасте. Эти выводы поддерживают идею, что алкоголь является систему или тератогеном с терпя пагубное влияние на гиппокампа функции. В целом, кондиционером, отвечая в процедуре след был ниже для крыс воздействию алкоголя, по сравнению с крысами в обеих группах управления. Ассоциативные обучения расстройства в спирт облученных крыс были не под влиянием различия мотивационные или мотор (т.е., никаких различий в мигающий шок США интенсивности).
В то время как трассировки ECC является полезным диагностическим инструментом для разъяснения вызов индуцированной гиппокампа невропатология, результаты от этого метода должны быть помещены в надлежащий контекст. Во-первых основные процедурные элементы в этой демонстрации участие адресности алкоголя во время известных окна уязвимости для развивающегося мозга, изготовление электродов оборудования, которое позволяет записывать электромиографической активности и поставляет шок, хирургической имплантации вышеупомянутого оборудования, и последующие животных тестирования с помощью обучения парадигмы, которая оценивает когнитивной функции интерес. На каждом этапе процесса необходимо позаботиться чтобы не повредить ненужные/непредусмотренной субъектам грызунов и регулярно контролировать их признаки здоровья. Их поведенческих результаты обеспечивают «окна» для познания, психологической конструкции, только точно описано, когда их здоровье не скомпрометированы экспериментальной ошибки, охватывающих дозировки спирта, аппаратных дефектов или хирургической имплантации. Таким образом каждый процедурный элемент в процессе исследования должны осуществляться на прочной основе тем, что результаты от ECC могут быть экстраполированы на выводы в организме человека. Во-вторых ECC парадигма дает представление о характере обучения ассоциативные, но необходимо позаботиться не продлить выводы, используя этот подход и широко приписывают их в другие когнитивные домены - например рабочей памяти, короткие/долгосрочной памяти и сознания - если один включила некоторые аспекты этих доменов в рамках исследования ECC экспериментальный дизайн. Например эта демонстрация изучил этапа приобретения трассировки ECC обучения, но не рассматривала памяти хранения в крыс после того, как они завершили подготовку. Таким образом, память является независимым психологический процесс, который должен быть оценен в дополнение к обучению. Дизайн одно может включить интервал хранения памяти для оценки способности либо краткосрочной или долгосрочной памяти. В-третьих признание, что есть параллельной памяти систем54 , которые могут одновременно работать вместе с мотивационный, эмпирического и гормональные факторы, способствующие поведение, имеет важное значение для понимания, что ассоциативность (во время ECC), но один из многих процессов, которые показывают, что такое «хорошо» или «бедные» об обучении. Наконец трассировка ECC не является чисто гиппокампа зависимые задачи, как другие регионы мозга может посредничать некоторых компонент ЧР. Таким образом понимание взаимодействия между различными нейронных цепей и/или тип параметров стимул, которые используются в исследовании, должны приниматься во внимание при принятии последствия на основе дискретного результатов. Например, мозжечке, также способствует трассировки ECC, где она влияет на топографические характеристики CR и CR, сроки, особенно когда МСИ короткие по продолжительности. Трассировки ECC не подвергается в организме человека с повреждением мозжечка, которые тестируются с интервалом в длинный след (1000 мс), но это влияет в тех, которые получают короче трассировки интервал (400 мс)34. Кроме того двусторонним поражения спинной медиальной префронтальной коры (mPFC), которые регионов передней поясной и медиальной протискивается в мышей, предотвратить приобретение трассировки CRs55, в то время как уничтожение хвостового mPFC у кроликов производит аналогичные результаты46. Эти выводы также подчеркнуть важность рассмотрения что Межвидовые различия в префронтальной вклад мозжечка головного мозга стволовые ведомый ассоциативные обучения, например трассировки ECC. В то время как воздействия неонатальной алкоголя во время PD 4-9 пострадавшим приобретение 500-ms CRs трассировки для взрослых крыс в это исследование и другие47,56, это не же случай для новорожденных крыс воздействию алкоголя столкнуться интервале трассировки 300 мс, даже когда оспаривается в относительно высокой дозы алкоголя (5 г/кг)57, о том, что трассировка обесценения алкоголя облученных крыс зависит от длительности интервала трассировки.
В этом исследовании гиппокамп было подчеркнуто как жизненно важные для посреднических трассировки ECC и когда оспаривается неонатальной алкоголя экспозиции, экспонатов нейронных связанных с ущербом, отраженных от дефектов в приобретении трассировки CRs. Он должен, однако, предупредил, что мозжечка мозг стволовых схемотехника, особенно interpositus ядра, имеет важное значение для многих аспектов ECC, включая приобретение, выражения и топографических особенностей территории ЧР, в зависимости от типа задачи ECC, включая трассировки ECC36,40,55,,5859. Действительно этот нейронной цепи взаимодействует с гиппокампа для вождения выражение CRs во время высокого порядка форм ECC, например трассировки ECC60. Затрагивает ли воздействия алкоголя во время раннего развития мозга специально гиппокампа функции в трассировке ECC не вполне ясно. Многие регионы различных мозга уязвимы для раннего оскорбления алкоголя, включая mPFC, мозжечок и гиппокампа18,19,23,47,,6162, и это очень вероятно, что алкоголь нарушает функционирование этих структур в различной степени и разной, но функционально важные различия во многих процедурах ECC. Несмотря на недостатки относительно толкования результатов трассировки ECC исследований успешное приобретение трассировки CRs было показано по крайней мере полагаться на нетронутыми гиппокампа, поддержанные животных поражения исследования42,44,63,64,65. Таким образом, эта процедура остается весьма ценным подход для демонстрации связи между воздействием развития алкоголя проследить кондиционером отвечает потому, что нейронная цепь, лежащие в основе его, гораздо лучше понимать чем другие гиппокампа зависимых задач, таких как место обучения в лабиринте Моррис воды, Роман объекта признания и контекстуальных и следа страха принадлежности.
ECC как поведенческих метод для «проба» познания, имеет широкое применение в области развития neuroteratology. Действительно недавние выводы из нашей лаборатории поддерживают понятие, что развивающихся гиппокампа очень чувствительна к воздействию алкоголя, которые могут быть уменьшены путем различных интервенционных стратегий18,47. Ключевым преимуществом здесь является, что с лучшего понимания алкоголя индуцированной трассировки ECC обучения дефицита, они могут быть прогнозирования других проблем в гиппокампа функций за пределами ассоциативные обучения - особенно известно для быть опосредовано же гиппокампа neurocircuitry.
Приложение трассировки ECC и его другие варианты (например, задержки, отмены, дискриминации, составные) для выяснения нейробиологических механизмов и нервной систем, участвующих в ассоциативные обучения, может быть расширено за пределы области исследований плода алкоголь. Например эта парадигма получил много внимания в случаях заболевания людей и животных моделей психиатрических условий, таких как шизофрения66,67, нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера68,69и наркотиков злоупотреблений70,,7172. Ее преимущества, как метода исследования для оценки neurocognitive функции и дисфункции очевидны таким образом во многих психологических и биомедицинских дисциплинах, включая нейронауки.
Disclosures
Авторы не имеют ничего сообщать.
Acknowledgments
Эта работа была поддержана Грант для TDT от алкоголя Фонд медицинских исследований и напитки (ABMRF).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Neonatal Alcohol Exposure | |||
| 190 Proof Ethyl Alcohol (USP) | Pharmco-AAPER | 225-36000 [ECU Medical Storeroom] | Can be substituted; should be USP; avoid using 200 proof ethyl alcohol |
| Container/Basket for Pups | Any | ||
| Corn Oil | Any | Food grade | |
| Heated Water Therapy Pump w/ Pads | Gaymar | TP-500 | To keep pups warm; can be substituted |
| Hypodermic Needles 22G x 1 in, Sterile | Any | ||
| Hypodermic Needles 30G x 1/2 in, Sterile | Any | ||
| Isopropyl Alcohol 70% | EMD Millipore | PX1840-4 [Fisher Scientific] | Can be substituted; reagent grade www.fishersci.com |
| Long-Evans Rats (Female and Male Breeders) | Charles River Laboratories | N/A [ECU Dept. of Comparative Medicine] | Age and weight need to be specified; pricing varies by these factors www.criver.com |
| Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, 23 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2200 | For cutting PE tubing brisurgical.com |
| Polyethylene 10 Tubing (0.011 in. I.D.; 0.024 in. O.D.) | BD Diagnostic Systems | 22-204008 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Polyethylene 50 Tubing (0.023 in. I.D.; 0.038 in. O.D.) | BD Diagnostic Systems | 22270835 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Regulated water heater or baby milk bottle warmer | Any | Optional; helps with warming up cold milk solutions | |
| Tuberculin Syringes, Sterile, 1.0 ml | Any | ||
| Tuberculin Syringes, Sterile, 10 ml | Any | Can be used to draw out ethyl alcohol or use appropriate size micropipet | |
| Weigh Scale | Any | Should have good resolution (in gram units) | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| EMG Headstage Fabrication and Bipolar Electrode Modification | |||
| Bipolar Electrode, 2 Channel SS Twisted | Plastics One, Inc. | MS303/2-B/SPC ELECT SS 2C TW .008" | Must specify custom length of 20 mm below pedestal www.plastics1.com |
| Centi-Loc Strip Socket Insulator (aka, Micro Strip) | ITT Cannon / ITT Interconnect Solutions | CTA4-IS-60* or CTA4-1S-60* | *Depends on vendor; see www.onlinecomponents.com or www.avnetexpress.avnet.com |
| Dental Pliers, Serrated | CMF Medicon | 390.20.05 | Can be substituted; use to crimp wires to male contact pins www.medicon.de |
| Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, 23 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2200 | Only use to cut 3T wires; cutting 10T wires will damage the blade - use the blade of the wire stripper instead brisurgical.com |
| PTFE-Coated Stainless Steel Wire, 10T (Bare Diameter .010 in) | Sigmund Cohn-Medwire | 316SS10T | www.sigmundcohn.com |
| PTFE-Coated Stainless Steel Wire, 3T (Bare Diameter 0.003 in) | Sigmund Cohn-Medwire | 316SS3T | www.sigmundcohn.com |
| Razor Blade | Any | To strip 1 mm from prongs of bipolar electrode | |
| Relia-Tac Socket Contact Pin, Male | Cooper Interconnect | 220-P02-100 | See Allied Electronics Cat # 70144761 www.alliedelec.com |
| Tweezers, High Precision, Serrated, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78314-00D | To grasp 10T wire firmly while stripping PTFE with smooth tweezers www.emsdiasum.com |
| Tweezers, High Precision, Smooth, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78313-00B | www.emsdiasum.com |
| Tweezers, Ultra Fine Tips, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78510-0 | To strip 1 mm of PTFE from one end of 3T wire; grasp shielded portion with smooth tweezers www.emsdiasum.com |
| Wire Stripper, 16-26 AWG | Any | Use the blade end to cut micro strips | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Eyelid Surgery | |||
| Surgical Instruments (High Quality Stainless Steel) | |||
| 2 x Dressing Forceps, 4 in Serrated | Biomedical Research Instruments | 30-1205 | Can be substituted; extra forceps for grasping electrodes/screws outside of surgery tray brisurgical.com |
| Dressing Forceps, 3 in Serrated | Biomedical Research Instruments | 30-1200 | Can be substituted brisurgical.com |
| Instrument Tray | Biomedical Research Instruments | 24-1355 | Can be substituted brisurgical.com |
| Knife Handle No. 3, 5 in | Biomedical Research Instruments | 26-1000 | Can be substituted brisurgical.com |
| Micro Dissecting Forceps, 3.5 in, Fine Points | Biomedical Research Instruments | 10-1630 | Can be substituted brisurgical.com |
| Micro Dissecting Forceps, 3.5 in, Smooth Platform (0.3 x 5 mm) | Biomedical Research Instruments | 10-1720 | brisurgical.com |
| Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, Extremely Delicate, 15 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2000 | Can be substituted brisurgical.com |
| Plain Splinter Forceps, 3.5 in | Biomedical Research Instruments | 30-1600 | Can be substituted brisurgical.com |
| #10 Stainless Steel Surgical Blade for #3 Handle, Sterile | Any | Can be substituted | |
| 0-80 x 0.125 in Stainless Steel Screws | Plastics One, Inc. | 0-80 x 0.125 | Can be substituted www.plastics1.com |
| Alcohol Prep Pads, Sterile | Fisher Scientific | 22-363-750 [Fisher Scientific | Can be substituted www.fishersci.com |
| Betadine Povidone-Iodine | Purdue Frederick Co. | 6761815101 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Betadine Povidone-Iodine Prep Pads | Moore Medical | 19-898-946 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Cotton-Tipped Swabs, Autoclavable | Any | Typically 7.6 cm or 15.2 cm length | |
| Drill Bit for Pin Vise, #55 (0.052 in) | Any | Metal should resist rusting and corrosion | |
| Gauze Pads, 2 in x 2 in | Fisher Scientific | 22-362-178 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| General Purpose Latex/Nitrile/Vinyl Gloves | Any | ||
| Glass Bead Sterilizer | Any | Sterilize instruments between surgeries | |
| Heated Water Therapy Pump w/ Pads x 2 | Gaymar | TP-500 | Can be substituted; separate pumps are recommended - 1 for surgery, 1 for recovery |
| Hypodermic Needles 26G x 3/8 in, Sterile | Any | ||
| Isoflurane | Vedco | NDC 50989-150-12 | Manfacturer can be substituted; veterinary approval may be required |
| Isoflurane Vaporizer System, Tabletop, Non-Rebreathing | Parkland Scientific | V3000PK | Can be substituted www.parklandscientific.com |
| Jewelers Screwdriver w/ 1.8-2 mm Blade | Any | Metal should resist rusting and corrosion | |
| Ortho-Jet BCA Package (Dental Cement) | Lang Dental | B1334 | Contains powder (1 lb) and liquid www.langdental.com |
| Oxygen Tank with Pressure Regulator, Large | Local supplier | ||
| Porcelain Crucible, High-Form, Glazed, 10 ml | CoorsTek, Inc. | 07-965C [Fisher Scientific] | Can be substituted with Fisher FB-965-I Wide-Form Crucible www.fishersci.com |
| Puralube Veterinary Ophthalmic Ointment, Sterile | Henry Schein Company | NC0144682 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Quatricide PV-15 | Pharmacal | PV-15 | Antimicrobial disinfectant; can be substituted www.pharmacal.com |
| Rat Gas Anesthesia Masks for Stereotaxic Surgery | Stoelting Company | 51610 | www.stoeltingco.com |
| Rat Stereotaxic Apparatus w/ Ear Bars (45 Degree) | Any | 45 degree bars are recommended to prevent damaging eardrums | |
| Roboz Surgical Instrument Milk | Roboz Surgical | NC9358575 [Fisher Scientific] | Can be substituted; for lubricating instruments during autoclaving www.fishersci.com |
| Rodent Hair Trimmer | Any | ||
| Sodium Chloride | Fisher Scientific | S641-500 [Fisher Scientific] | To make 0.9% saline; reagent grade; USP www.fishersci.com |
| Stainless Steel Microspatula (Blade: 0.75 L x 0.18 in. W) | Fisher Scientific | 21-401-15 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
| Starrett Pin Vise, 0.000 in - 0.055 in | Any | Nickel-plated or equivalent recommended to resist rusting and corrosion | |
| Sterile Surgical Gloves | Any | ||
| Sterilization Wraps, 20 in x 20 in, Autoclavable | Propper Manufacturing | 11-890-8C [Fisher Scientific] | Useful for wrapping autoclavable supplies and on sterile field during surgery www.fishersci.com |
| Surgical Drape, Sterile/Autoclavable | Any | May need to cut to size for rats | |
| Surgical Gown* | Any | *If required by IACUC | |
| Surgical Mask | Any | ||
| Tuberculin Syringes, Sterile, 1.0 ml | Any | ||
| Weigh Scale | Any | Should have good resolution (in gram units) | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Eyeblink System and Components (assuming 4-rodent system) | |||
| 5 Channel Commutator x 4 | Plastics One, Inc. | SL2 + 3C | www.plastics1.com |
| Bipolar Electrode Cable, Dual 305 x 4 | Plastics One, Inc. | 305-305 80CM TT2 (C) | Provides plug end to bipolar electrode on rat and to commutator; must be modified www.plastics1.com |
| Cable, 5 Channel, Shielded, 26 AWG x 4 | Any | To fabricate commutator cable; this must be made from scratch | |
| Chamber for Operant Test Box (Inside: 24 H x 23 W x 14 D in) x 4 | Med-Associates | Can be substituted; inner dimensions should fit operant test box comfortably, with room for acoustical foam; fit with fan - 55-60 dB www.med-associates.com |
|
| Eyeblink System and Software | JSA Designs | N/A | Proprietary and customized for research lab |
| Heat Shrink Tubing (3/16 in, 1/4 in, 3/8 in, 1/2 in Diameters) | Any | To protect modified commutator cable soldered ends and splices | |
| Melamine Triple Peak Acoustical Foam w/Black Hypalon (24 x 48 in) | McMaster-Carr | 9162T5 | Can be substituted; cut to fit 4 housing chambers www.mcmaster.com |
| Operant Test Box (Exterior 12.5 L x 10 W x 13.5 in H), Complete x 4 | Med-Associates | ENV-007 Custom Package | With stainless steel grid floor and custom top (3 in hole in center for commutator cable) www.med-associates.com |
| Oscilloscope (Optional) | Any | Recommended minimum specs: 200 MHz analog bandwidth, 1 GS/s real-time sampling, 4 channels; see www.picotech.com /td> |
|
| Piezo Tweeters (Speakers) x 4 (7 x 3 in) | MCM Electronics | 53-805 | Must match frequency range specifications for eyeblink system (2500 Hz - 25 KHz) www.mcmelectronics.com |
| Soldering Station, Solder, Flux, Tinner | Any | For soldering 26 AWG cables to female sockets (that fit male relia-tac contact pins) and bipolar plugs | |
| Stimulus Isolators x 4 | WPI International | A365 | These units run on 16-9V alkaline batteries; a suitable rechargeable version (A365R) is available www.wpiinc.com |
| Tripolar Electrode Cable for SL3C Commutator x 4 | Plastics One, Inc. | 335-335 80cm TT3 C | Provides plug end to EMG headstage on rat and to commutator; must be modified www.plastics1.com |
| USB LED Lights x 4 | Any | USB-based lights do not cause electrical "noise" with the EMG signals from the rats www.plastics1.com |
|
| Webcams x 4, Surveillance Software | Any | ||
| PC Computer Running MS Windows OS | Any |
References
- Jones, K. L., Smith, D. W. Recognition of the fetal alcohol syndrome in early infancy. Lancet. 2, 999-1001 (1973).
- Stratton, K. R., Howe, C. J., Battaglia, F. C. Fetal alcohol syndrome: Diagnosis, epidemiology, prevention, and treatment. , National Academy Press. (1996).
- Streissguth, A. P., Barr, H. M., Martin, D. C., Herman, C. S. Effects of maternal alcohol, nicotine, and caffeine use during pregnancy on infant mental and motor development at eight months. Alcohol Clin Exp Res. 4 (2), 152-164 (1980).
- Streissguth, A. P., O'Malley, K. Neuropsychiatric implications and long-term consequences of fetal alcohol spectrum disorders. Semin Clin Neuropsychiatry. 5 (3), 177-190 (2000).
- May, P. A., et al. Prevalence and epidemiologic characteristics of FASD from various research methods with an emphasis on recent in-school studies. Dev Disabil Res Rev. 15 (3), 176-192 (2009).
- Sowell, E. R., et al. Mapping callosal morphology and cognitive correlates: Effects of heavy prenatal alcohol exposure. Neurology. 57 (2), 235-244 (2001).
- Sowell, E. R., et al. Abnormal development of the cerebellar vermis in children prenatally exposed to alcohol: Size reduction in lobules I-V. Alcohol Clin Exp Res. 20 (1), 31-34 (1996).
- Autti-Ramo, I., et al. MRI findings in children with school problems who had been exposed prenatally to alcohol. Dev Med Child Neurol. 44 (2), 98-106 (2002).
- Hamilton, D. A., Kodituwakku, P., Sutherland, R. J., Savage, D. D. Children with Fetal Alcohol Syndrome are impaired at place learning but not cued-navigation in a virtual Morris water task. Behav Brain Res. 143 (1), 85-94 (2003).
- Uecker, A., Nadel, L. Spatial but not object memory impairments in children with fetal alcohol syndrome. Am J Ment Retard. 103 (1), 12-18 (1998).
- Uecker, A., Nadel, L. Spatial locations gone awry: object and spatial memory deficits in children with fetal alcohol syndrome. Neuropsychologia. 34 (3), 209-223 (1996).
- Goodlett, C. R., Lundahl, K. R. Temporal determinants of neonatal alcohol-induced cerebellar damage and motor performance deficits. Pharmacol Biochem Behav. 55 (4), 531-540 (1996).
- Goodlett, C. R., Kelly, S. J., West, J. R. Early postnatal alcohol exposure that produces high blood alcohol levels impairs development of spatial navigation learning. Psychobiol. 15, 64-74 (1987).
- Bayer, S. A., Altman, J., Russo, R. J., Zhang, X. Timetables of neurogenesis in the human brain based on experimentally determined patterns in the rat. Neurotoxicol. 14 (1), 83-144 (1993).
- Dobbing, J., Sands, J. Quantitative growth and development of human brain. Arch Dis Child. 48 (10), 757-767 (1973).
- West, J. R. Fetal alcohol-induced brain damage and the problem of determining temporal vulnerability: A review. Alcohol Drug Res. 7 (5-6), 423-441 (1987).
- Zecevic, N., Rakic, P. Differentiation of Purkinje cells and their relationship to other components of developing cerebellar cortex in man. J Comp Neurol. 167, 27-48 (1976).
- Rufer, E. S., et al. Adequacy of maternal iron status protects against behavioral, neuroanatomical, and growth deficits in fetal alcohol spectrum disorders. PLoS One. 7 (10), e47499 (2012).
- Tran, T. D., Kelly, S. J. Critical periods for ethanol-induced cell loss in the hippocampal formation. Neurotoxicol Teratol. 25 (5), 519-528 (2003).
- Pierce, D. R., Goodlett, C. R., West, J. R. Differential neuronal loss following early postnatal alcohol exposure. Teratology. 40 (2), 113-126 (1989).
- Tran, T. D., Jackson, H. J., Horn, K. H., Goodlett, C. R. Vitamin E does not protect against neonatal ethanol-induced cerebellar damage or deficits in eyeblink classical conditioning in rats. Alcohol Clin Exp Res. 29 (1), 117-129 (2005).
- Goodlett, C. R., Peterson, S. D., Lundahl, K. R., Pearlman, A. D. Binge-like alcohol exposure of neonatal rats via intragastric intubation induces both Purkinje cell loss and cortical astrogliosis. Alcohol Clin Exp Res. 21 (6), 1010-1017 (1997).
- Green, J. T., Tran, T. D., Steinmetz, J. E., Goodlett, C. R. Neonatal ethanol produces cerebellar deep nuclear cell loss and correlated disruption of eyeblink conditioning in adult rats. Brain Res. 956, 302-311 (2002).
- Cronise, K., Marino, M. D., Tran, T. D., Kelly, S. J. Critical periods for the effects of alcohol exposure on learning in rats. Behav Neurosci. 115 (1), 138-145 (2001).
- Tran, T. D., Cronise, K., Marino, M. D., Jenkins, W. J., Kelly, S. J. Critical periods for the effects of alcohol exposure on brain weight, body weight, activity and investigation. Behav Brain Res. 116 (1), 99-110 (2000).
- Steinmetz, J. E. Brain substrates of classical eyeblink conditioning: A highly localized but also distributed system. Behav Brain Res. 110 (1-2), 13-24 (2000).
- Thompson, R. F. The neurobiology of learning and memory. Science. 233 (4767), 941-947 (1986).
- Ivkovich, D., Eckerman, C. O., Krasnegor, N. A., Stanton, M. E. Eyeblink classical conditioning: Vol. 1 Applications in humans. Woodruff-Pak, D. S., Steinmetz, J. E. , Kluwer Academic Publishers. 119-142 (2000).
- Woodruff-Pak, D. S., Steinmetz, J. E. Eyeblink classical conditioning: Volume I - Applications in humans. , Kluwer Academic Publishers. (2000).
- Woodruff-Pak, D. S., Steinmetz, J. E. Eyeblink classical conditioning: Volume II - Animal models. , Kluwer Academic Publishers. (2000).
- Kishimoto, Y., et al. Implicit Memory in Monkeys: Development of a Delay Eyeblink Conditioning System with Parallel Electromyographic and High-Speed Video Measurements. PLoS One. 10 (6), e0129828 (2015).
- Chen, L., Bao, S., Lockard, J. M., Kim, J. K., Thompson, R. F. Impaired classical eyeblink conditioning in cerebellar-lesioned and Purkinje cell degeneration (pcd) mutant mice. J Neurosci. 16 (8), 2829-2838 (1996).
- Freeman, J. H. Jr, Carter, C. S., Stanton, M. E. Early cerebellar lesions impair eyeblink conditioning in developing rats: Differential effects of unilateral lesions on postnatal day 10 or 20. Behav Neurosci. 109 (5), 893-902 (1995).
- Gerwig, M., et al. Trace eyeblink conditioning in patients with cerebellar degeneration: Comparison of short and long trace intervals. Exp Brain Res. 187 (1), 85-96 (2008).
- LaBar, K. S., Disterhoft, J. F.
- McCormick, D. A., Steinmetz, J. E., Thompson, R. F. Lesions of the inferior olivary complex cause extinction of the classically conditioned eyeblink response. Brain Res. 359 (1-2), 120-130 (1985).
- Clark, R. E., Zola, S. Trace eyeblink classical conditioning in the monkey: a nonsurgical method and behavioral analysis. Behav Neurosci. 112 (5), 1062-1068 (1998).
- Anderson, B. J., Steinmetz, J. E. Cerebellar and brainstem circuits involved in classical eyeblink conditioning. Rev Neurosci. 5 (3), 251-273 (1994).
- Thompson, R. F., Krupa, D. J. Organization of memory traces in the mammalian brain. Annu Rev Neurosci. 17, 519-549 (1994).
- Miller, M. J., et al. fMRI of the conscious rabbit during unilateral classical eyeblink conditioning reveals bilateral cerebellar activation. J Neurosci. 23 (37), 11753-11758 (2003).
- Geinisman, Y., et al. Remodeling of hippocampal synapses after hippocampus-dependent associative learning. J Comp Neurol. 417 (1), 49-59 (2000).
- Ivkovich, D., Stanton, M. E. Effects of early hippocampal lesions on trace, delay, and long-delay eyeblink conditioning in developing rats. Neurobiol Learn Mem. 76 (3), 426-446 (2001).
- Moyer, J. R. Jr, Deyo, R. A., Disterhoft, J. F. Hippocampectomy disrupts trace eye-blink conditioning in rabbits. Behav Neurosci. 104 (2), 243-252 (1990).
- Solomon, P. R., Vander Schaaf, E. R., Thompson, R. F., Weisz, D. J. Hippocampus and trace conditioning of the rabbit's classically conditioned nictitating membrane response. Behav Neurosci. 100 (5), 729-744 (1986).
- Kronforst-Collins, M. A., Disterhoft, J. F. Lesions of the caudal area of rabbit medial prefrontal cortex impair trace eyeblink conditioning. Neurobiol Learn Mem. 69 (2), 147-162 (1998).
- Weible, A. P., McEchron, M. D., Disterhoft, J. F. Cortical involvement in acquisition and extinction of trace eyeblink conditioning. Behav Neurosci. 114 (6), 1058-1067 (2000).
- Thomas, J. D., Tran, T. D. Choline supplementation mitigates trace, but not delay, eyeblink conditioning deficits in rats exposed to alcohol during development. Hippocampus. 22 (3), 619-630 (2012).
- West, J. R., Hamre, K. M., Pierce, D. R. Delay in brain growth induced by alcohol in artificially reared rat pups. Alcohol. 1 (3), 213-222 (1984).
- Geiger, B. M., Frank, L. E., Caldera-Siu, A. D., Pothos, E. N.
- Christian, K. M., Thompson, R. F. Neural substrates of eyeblink conditioning: acquisition and retention. Learn Mem. 10 (6), 427-455 (2003).
- Kishimoto, Y., Nakazawa, K., Tonegawa, S., Kirino, Y., Kano, M. Hippocampal CA3 NMDA receptors are crucial for adaptive timing of trace eyeblink conditioned response. J Neurosci. 26 (5), 1562-1570 (2006).
- Shors, T. J., et al. Neurogenesis in the adult is involved in the formation of trace memories. Nature. 410 (6826), 372-376 (2001).
- Tran, T. D., Stanton, M. E., Goodlett, C. R. Binge-like ethanol exposure during the early postnatal period impairs eyeblink conditioning of short and long CS-US intervals in rats. Dev Psychobiol. 49 (6), 589-605 (2007).
- Mizumori, S. J., Yeshenko, O., Gill, K. M., Davis, D. M. Parallel processing across neural systems: Implications for a multiple memory system hypothesis. Neurobiol Learn Mem. 82 (3), 278-298 (2004).
- Siegel, J. J., et al. Trace Eyeblink Conditioning in Mice Is Dependent upon the Dorsal Medial Prefrontal Cortex, Cerebellum, and Amygdala: Behavioral Characterization and Functional Circuitry(1,2,3). eNeuro. 2 (4), (2015).
- Murawski, N. J., Jablonski, S. A., Brown, K. L., Stanton, M. E. Effects of neonatal alcohol dose and exposure window on long delay and trace eyeblink conditioning in juvenile rats. Behav Brain Res. 236 (1), 307-318 (2013).
- Lindquist, D. H. Hippocampal-dependent Pavlovian conditioning in adult rats exposed to binge-like doses of ethanol as neonates. Behav Brain Res. 242, 191-199 (2013).
- Ivarsson, M., Svensson, P. Conditioned eyeblink response consists of two distinct components. J Neurophysiol. 83 (2), 796-807 (2000).
- Woodruff-Pak, D. S., Lavond, D. G., Thompson, R. F. Trace conditioning: abolished by cerebellar nuclear lesions but not lateral cerebellar cortex aspirations. Brain Res. 348 (2), 249-260 (1985).
- Takehara-Nishiuchi, K. The Anatomy and Physiology of Eyeblink Classical Conditioning. Curr Top Behav Neurosci. , (2016).
- Mattson, S. N., Schoenfeld, A. M., Riley, E. P. Teratogenic effects of alcohol on brain and behavior. Alcohol Res Health. 25 (3), 185-191 (2001).
- Goodfellow, M. J., Abdulla, K. A., Lindquist, D. H. Neonatal Ethanol Exposure Impairs Trace Fear Conditioning and Alters NMDA Receptor Subunit Expression in Adult Male and Female Rats. Alcohol Clin Exp Res. 40 (2), 309-318 (2016).
- Beylin, A. V., et al. The role of the hippocampus in trace conditioning: Temporal discontinuity or task difficulty? Neurobiol Learn Mem. 76 (3), 447-461 (2001).
- Port, R. L., Romano, A. G., Steinmetz, J. E., Mikhail, A. A., Patterson, M. M. Retention and acquisition of classical trace conditioned responses by rabbits with hippocampal lesions. Behav Neurosci. 100 (5), 745-752 (1986).
- Weiss, C., Bouwmeester, H., Power, J. M., Disterhoft, J. F. Hippocampal lesions prevent trace eyeblink conditioning in the freely moving rat. Behav Brain Res. 99 (2), 123-132 (1999).
- Brown, S. M., et al. Eyeblink conditioning deficits indicate timing and cerebellar abnormalities in schizophrenia. Brain Cogn. 58 (1), 94-108 (2005).
- Sears, L. L., Steinmetz, J. E. Effects of haloperidol on sensory processing in the hippocampus during classical eyeblink conditioning. Psychopharmacology. 130 (3), 254-260 (1997).
- Kronforst-Collins, M. A., Moriearty, P. L., Schmidt, B., Disterhoft, J. F. Metrifonate improves associative learning and retention in aging rabbits. Behav Neurosci. 111 (5), 1031-1040 (1997).
- Woodruff-Pak, D. S., Finkbiner, R. G., Sasse, D. K. Eyeblink conditioning discriminates Alzheimer's patients from non-demented aged. Neuroreport. 1 (1), 45-48 (1990).
- Oristaglio, J., Romano, A. G., Harvey, J. A. Amphetamine influences conditioned response timing and laterality of anterior cingulate cortex activity during rabbit delay eyeblink conditioning. Neurobiol Learn Mem. 92 (1), 1-18 (2009).
- Scavio, M. J., Clift, P. S., Wills, J. C. Posttraining effects of amphetamine, chlorpromazine, ketamine, and scopolamine on the acquisition and extinction of the rabbit's conditioned nictitating membrane response. Behav Neurosci. 106 (6), 900-908 (1992).
- Fortier, C. B., et al. Delay discrimination and reversal eyeblink classical conditioning in abstinent chronic alcoholics. Neuropsychology. 22 (2), 196-208 (2008).
