Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Gönüllü Dalış Sualtı eğitim Rats: Memeli Dalış Tepki Araştırmalar

12.7K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/52093

⸱

12 Kasım 2014

1Department of Physiology, Midwestern University

Bu makalede

Özet

5 m uzunluğundaki bir Pleksiglas labirentte gönüllü olarak su altına dalmak için farelerin nasıl eğitileceğine dair ayrıntılı talimatlar verilmiştir. Sıçanların beyinleri çok iyi karakterize edildiğinden, gönüllü olarak dalış yapan sıçanlar, memeli dalış tepkisinin merkezi yollarını aydınlatmaya yardımcı olabilir.

Özet

Sualtı batması, hemen hemen tüm dalış hayvanlarında gözlenen otonomik değişiklikler üretir. Bu refleks olarak indüklenen yanıt, apne, parasempatik olarak indüklenen bir bradikardi ve kalbe, beyne ve egzersiz kaslarına kan akışını sürdüren sempatik olarak indüklenen vasküler direnç değişikliğinden oluşur. Dalış tepkisinin metabolik ve kardiyorespiratuar yönlerinin çoğu deniz hayvanlarında incelenmiş olsa da, bu beyin sapı refleksinin merkezi bütünleştirici yönlerinin araştırılması nispeten eksik kalmıştır. Sıçanın fizyolojisi ve nöroanatomisi iyi karakterize edildiğinden, sıçan, memeli dalış tepkisinin merkezi yollarını belirlemeye yardımcı olmak için kullanılabilir. Farelerin yüzmeleri ve 5 m uzunluğundaki bir Pleksiglas labirentinde gönüllü olarak su altına dalmaları için nasıl eğitileceğine dair ayrıntılı talimatlar verilmiştir. Tank tasarımı ve prosedür odası gereksinimleri ile ilgili hususlar da verilmektedir. Davranışsal eğitim, aksi takdirde zorla su altına daldırılma ile ilişkilendirilebilecek stresi azaltacak ve böylece merkezi stres yollarının aktivasyonunu en aza indirecek şekilde yürütülür. Eğitim prosedürleri teknik olarak zor değildir, ancak zaman alıcı olabilir. Hayvanların davranışsal eğitimi sadece diğer deneysel tekniklerle birlikte kullanılacak bir model sağlayabileceğinden, gönüllü olarak dalış yapan farelerin diğer fizyolojik ve nöroanatomik araştırma teknikleriyle birlikte nasıl kullanıldığına ve temel eğitim prosedürlerinin bu tekniklere uyum sağlamak için nasıl değiştirilmesi gerekebileceğine dair örnekler de verilmektedir. Bu deneyler, gönüllü olarak dalış yapan sıçanların, diğer dalış hayvanlarında tipik olarak görülen aynı kardiyorespiratuar değişiklikleri sergilediğini göstermektedir. Sıçanların gönüllü olarak su altına dalmak için eğitilme kolaylığı ve diğer nörofizyolojik çalışmalarda toplanan sıçanlardan elde edilen mevcut veriler, gönüllü olarak dalış yapan fareleri, memelilerin merkezi yönlerini araştıran çalışmalarda kullanılmak üzere iyi bir davranış modeli haline getirir.

Giriş

Dalış tepkisi, tüm omurgalı sınıfları 1'deki hayvanlarda görülen bir dizi otonomik refleksten oluşur. Suya daldırmaya yanıt olarak, bu refleks olarak indüklenen tepki, apne, bradikardi ve kalbe, beyne ve egzersiz yapan kaslara akışı sürdürürken iç organlara ve egzersiz yapmayan kaslara akışı sınırlayan kan akışındaki bir değişiklikten oluşur 2. Memeli dalış tepkisinin metabolik ve kardiyorespiratuar yönlerinin çoğu, insanlarda 4,5 olanlar da dahil olmak üzere 2,3 iyi araştırılmıştır. Bununla birlikte, yakın zamana kadar nispeten eksik olan şey, dalış tepkisinin merkezi bütünleştirici yönlerinin araştırılmasıdır. Beyin sapı içinde ne olur ve bu otonomik refleks sırasında afferent girdileri efferent çıktılara bağlayan nöronal adım adım yol nedir? Bu soruları cevaplamak için uygun bir hayvan modeli 6 gerekecektir. Karşılaştırmalı fizyolojide bir atasözü olan Krogh ilkesi 7, her araştırma sorusu için, problemin en uygun şekilde incelenebileceği bir hayvan seçiminin olduğudur. Dalış tepkisinin merkezi yönlerini incelemek için en uygun hayvan sıçandır 6,8. Bu, büyük ölçüde, sıçanların beyinlerinin hem anatomik hem de işlevsel olarak çok iyi karakterize edilmiş olmasından ve birçok sıçan beyin atlasının mevcut olmasından kaynaklanmaktadır 6. Ek olarak, sıçan kardiyorespiratuar araştırmalarda özellikle yararlıdır, çünkü sıçanın fizyolojisi tüm ana organ sistemlerinde iyi bilinmektedir ve sıçan, sistem biyolojisinde bir hayvan modeli olarak kabul edilir 6. Son olarak, laboratuvar faresi, rutin olarak su altında yüzen ve dalış yapan bir hayvan olan vahşi Rattus norvegicus'un evcilleştirilmiş versiyonudur 6. Bu düşüncelere dayanarak, sıçan, memeli dalış tepkisinin merkezi yönlerini araştıran çalışmalar için iyi bir seçimdir. Karşılaştırıldığında, memeli dalış tepkisinin merkezi yönlerini araştırmak için deniz hayvanlarını kullanmak çok daha zor olacaktır. Bu, büyük ölçüde deniz hayvanlarının nispeten büyük ve eşit olmayan büyüklükte beyinlere sahip olmasından ve bu hayvanları barındırmanın göreceli zorluğundan ve yüksek maliyetinden kaynaklanmaktadır.

Sıçanlar daha önce, özellikle zorla su altı batırma 9-12'yi içeren durumlarda, memelilerin dalış tepkisinin birçok yönünü araştırmak için kullanılmıştır. Bununla birlikte, deniz ve su hayvanları üzerinde yapılan birçok çalışma, suya batırmanın zorla mı yoksa gönüllü mü olduğuna bağlı olarak dalışa farklı bir tepki verilebileceğini göstermiştir 2,13. Dalış hayvanları, zorunlu dalış sırasında son derece yoğun bir bradikardi gösterebilir, ancak istemli dalış sırasında çok daha az yoğun bir bradikardi gösterebilir. Zorla suya batırmanın "stresi", birçok hayvanda dalışın kardiyovasküler tepkilerini önemli ölçüde değiştirebilir 14. Misk sıçanları gibi küçük kemirgenler de zorla suya batırma sırasında istemli dalışa göre daha yoğun bir dalış tepkisi gösterir 15,16. Bu nedenle, memeli dalış tepkisinin merkezi yönlerini araştırmak için fareler kullanılacaksa, araştırmacılar zorla su altına batırılmış bir farenin gönüllü olarak dalış yapan bir fareninkinden farklı bir tepki üretebileceğinin farkında olmalıdır.

Bu makalenin amacı, farelerin gönüllü olarak su altına dalmaları için nasıl eğitileceğine dair ayrıntılı talimatlar sağlamaktır. Bu prosedürler teknik olarak zor değildir, ancak zaman alıcı olabilir. Eğitim, aksi takdirde zorla su altına daldırılma ile ilişkilendirilebilecek stresi azaltacak şekilde yürütülür. Bu gönüllü dalış tekniği, merkezi stres yollarının aktivasyonunu en aza indirmeli ve böylece dalış tepkisinin merkezi yönlerinin araştırılmasına daha iyi izin vermelidir. Kendi başına, fareleri gönüllü olarak su altına dalmak için eğitmek, memeli dalış tepkisinin merkezi yönlerini araştırmak için kullanılabilecek hiçbir veri üretmez. Bu nedenle, gönüllü dalış farelerinin diğer fizyolojik ve nöroanatomik araştırma teknikleriyle birlikte nasıl kullanıldığına ve temel dalış eğitiminin diğer tekniklere uyum sağlamak için nasıl değiştirilmesi gerekebileceğine dair örnekler de verilmektedir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

NOT: tarif Deneysel protokoller burada Ortabatı Üniversitesi'nde yapılan Ortabatı Üniversitesi IACUC tarafından onaylanmıştır.

1. Oda Gereksinimleri

  1. Sıcak ve soğuk su çalışan bir prosedür odası ve katta, tanktan, tipik bir drenaj su çıkarmak için bir yol sabitleyin.
  2. Dalış tankı yerleştirmek için bir çalışma tablosu kullanın. Zemin drenaj ile Odalar genellikle drenajı için kontürlenerek yana, lastik Stoper kısmak ve tankında masa üstü ve dolayısıyla su yüzeyi, seviye olmasını sağlamak için masa ayakları altına koyun.

2. Dalış Tank

  1. Dalış Deposu İnşaatı
    1. Yan duvarların (Şekil 1) pleksiglastan imal alt ve 1/2 kalın Plexiglas 3/4 kullanılarak dikdörtgen tankı (100 x 60 x 15 cm) oluşturmak. Kalıcı birlikte siyanakrilat çimento veya Solvent kullanarak tankın dışında pleksiglas parçaları takmakBöyle triklormetan gibi ts.
    2. 85 x 15 cm parçalar halinde kesilmiştir çıkarılabilir 1/2 inç kalınlığında Pleksiglas kullanılarak 5 kanal uzunlukları yaklaşık olarak 100 cm içine tankı bölün. Kalıcı alt oluk ve bu kanal bölücü pozisyona oluklu olabilir içine, tankın kenarlarını yerleştirin.
    3. Bir sualtı dalış "tünel için bir" çatı "oluşturmak için kanal bölücüler yatay pleksiglas parçaları Askıya.
    4. Fareler için bir çıkarılabilir yükseltilmiş platform, "bitiş alanı", sudan dışarı çekmek ve yüzme ve dalış denemeleri arasında dinlenmek için tankı yer bir köşesinde. Sıçanlar genellikle kendilerini damat ve süre bitiş alanında kendi kürk su çıkarmak. Sıçanlar eğitim denemeleri arasındaki platformda kalması sigorta bitiş alanın kenarlarında uzun boylu tarafını yerleştirin.
    5. Bitiş alanından tankın ters köşesinde sadece labirent sualtından erişimi sağlayan bir odasına yerleştirin. Bu çıkarılabilir "bir başlangıçrea "sadece dalış denemeleri için kullanılır.
      NOT: Başlangıç ​​odasının içinde bir platform üzerinde otururken bir sıçan suya indirilir bir dalış davanın başında; dolayısıyla bu platformu "asansör" denir.
      NOT: başlangıç ​​alanı, bitiş alanı ve tüm kanallar bölücüler tanktan çıkarılabilir modüler bir tasarıma kullanın. 1) doldurma ve tüm kanal bölücüler çıkarıldıktan sonra su ile Boşalttıktan kolaylaştırmak için, ve bir sıçan şaşırmış alırsa özellikle sualtı iken 2), parçaları hızla gelen sıçan kurtarmak için demonte edilebilir: Bu iki nedenden dolayı yapılır su.
  2. Dolum ve suyla Boşalttıktan
    1. Su ile Tank Dolum
      1. Her eğitim oturumunun başında, yaklaşık 12 cm derinliğe taze 32 ° C musluk suyu ile doldurun. Sıcak veya soğuk cepler en aza indirmek için tankın içindeki su ilave edin.
        NOT: Tipik 12 sıçan tren yaklaşık 2 saat sürer. Bu süre zarfındaSu sıcaklığı yaklaşık 4 ° C azalır. Eğitim oturumunun sonunda su yaklaşık 28 ° C soğur. 30 ° C su yerine oda sıcaklığında su yerine, bu sıcak su kullanarak, sıçanlara termonötral olduğundan, tekrarlayan eğitim sırasında ısı kaybını en aza indirecektir.
    2. Su ile Tank boşaltma
      1. Her eğitim oturumunun sonunda, böyle 1 inç iç çapı boru 4 m uzunluğunda bir parça olarak, büyük bir hortum kullanarak tanktan suyu boşaltın. Tamamen hava cepleri, boru içindeki olmasının sağlanması, tank içindeki boru daldırın. Hızla zemin drenaj içine hortumun bir ucunu yerleştirin. Oluşan sifonlamakla etkisi tanktan suyu drenaj olacaktır.
      2. Su yüzeyinin altında, boru tank ucunu tutmak sifon korumak için birlikte, suyun tamamen drenajını kolaylaştırmak üzere kenarında tankı ucu.
        NOT: Alternatif olarak, ve oldukça sifonlamakla daha tankın tabanına yakın bir musluk takmak ve bağlamaktanktan bir hortum zemin drenaj için dokunun.

3. Rat Alerjen Hususlar

  1. Taşıma ve sıçanlar eğitim ne zaman atılabilir eldiven giyin. Eldivenler değişmez sıçan idrar içerir tank içindeki su ile temas sınırlayacaktır.
    NOT: sıçanlar eğitim sırasında ıslak olacak, ve oda "ıslak-sıçan" koku ile dolu olacak. Sonuç olarak, anti-histamin profilaktik rejim önlemek veya sıçan alerji etkilerini sınırlayabilir. Onlar sıçan alerjenlere duyarlı hale gerekir Eğitmenler ayrıca, tek kullanımlık toz maskeleri, veya N95 maske takması gerekebilir.

4. Swim Eğitim

  1. Günlük yüzme eğitim
    NOT: Kişisel deneyim genç sıçanlar daha iyi ve daha hızlı labirent öğrenmek ve böylece yetişkin fareler kullanarak tercih 35 gr yeni sütten sıçan ile eğitime başlamadan belirtir.
    1. Su ile doldurun. 2.2.1 bakın.
    2. Ekle bitirmekalanı ve kanal bölücüler 5 yüzme kanalları oluşturmak için.
    3. İlk eğitim oturumu sırasında hafifçe bitiş alanında 3-5 cm'lik suya elle sıçan indirin.
      NOT: ilk yüzen hissi karşılaşmak gibi su sıçanlarda katılımları kararsız belirecektir. Sonunda yakındaki bitirmek alana ulaşmadan, su çıkmak için bir yol bulmaya çalışırken sıçanlar bir koordinasyonsuzluk şekilde yaklaşık kürek olacaktır. Nedeniyle yüzmek onların doğuştan yeteneği, daha sonraki çalışmalarda fareler bitiş alanına doğru çok daha koordineli bir şekilde yüzeceğim.
      NOT: kendi ayakları araştırmacılar ellerinde yüzden alttan fareleri destekleyin. Yavaşça suya sıçan düşürmek, ve bunları yerine su içine bırakarak daha elden uzak yüzmeye izin.
    4. Denemeler arasında fareler en az 1 dakika için bitiş bölgesinde bırakınız. Bu da bir "güvenli" bir yer olarak bitirmek alanını kabul, böylece sıçan damat ve keşfetmek için izin vermektirdenemeler arasında gitmek için. Bu bir sonraki deneme başlatmak için geri suya konumlandırma hemen sadece bir araştırmayı tamamladıktan bir sıçan kapma ve aksine olduğunu.
      NOT: beyinde ödül devrelerinin aktivasyonunu önlemek için, eğitim sırasında harici ödül (örneğin, gıda) kullanmayın.
    5. Bitiş alanı bekleme döneminden sonra, yavaşça bir sonraki duruşma başlamadan önce 1 dakika boyunca sıçan tutun. Yavaşça çok ıslak almak fareler neden olacaktır suya tekrarlayan girişinden bu yana bu duruşma öncesi beklemeye sırasında bir havlu ile sıçan kurutun ve bunların kurutulması hipotermi önlemek olacaktır.
    6. 4.1.3 tekrarlayın. 4.1.5 aracılığıyla. Her sıçan günlük yüzme eğitim oturumu sırasında eğitim için 3-5 deneme tamamlamak için.
    7. Tüm kanal bölücüler çıkarın ve tank alanını bitirmek.
    8. Tanktan suyu boşaltın. 2.2.2 bakın.
  2. Haftalık yüzme eğitim programı
    1. Davranış günlük eğitim seansları (bakınız 4.1.) Haftada 5 gün, ideal olarak aynı andaHer gün.
    2. Başarıyla önceki gün müzakere mesafeden ilk deneme başlayacak. Artan bir mesafe ile ikinci ve üçüncü deneme başlar.
    3. Her sonraki günlük eğitim oturumu fareler su ve bitiş alanında nereye yerleştirileceğini arasındaki mesafeyi artırın. İlk birkaç eğitim oturumları için 5-10 cm, bu mesafeyi artırın. Sıçanlar yüzme ile daha rahat görünür sonra, 30-50 cm mesafeyi artırır.
    4. Sıçanlar yüzmek kanalının düz bir kısmını yüzmeyi öğrenirken bir yandan yüzme mesafelerde daha artırır kullanın. Buna karşılık, saç tokası yüzmeyi öğrenme 2-3 eğitimler alabilir kanallar arasında döner.
      NOT: Genellikle, bitiş alanında beklerken, sıçanlar yüzmek için suya tekrar girecek, ve / veya hala bitiş alanı platformda otururken kendi kafa sualtı daldırın.
    5. Tüm 5 kanallarının başarılı yüzme sağlamak için 3 hafta boyunca bu günlük eğitim protokolü tekrarlayın.Bu tekrarlayan eğitim protokolü labirent sol ve sağ saç tokası döner alternatif kapsadığı için, labirent başarılı tamamlanmasını sağlar.

5. Dalış Eğitimi

NOT: sıçan başarıyla labirent aracılığıyla yüzme müzakere öğrendikten sonra onlar dalış eğitimi başlatmak için hazırız.

  1. İlk dalış eğitimi (ilk gün)
    1. Başlangıç ​​odasına yerleştirin. Suyla haznesini doldurun (2.2.1 bkz.). Emin olun su seviyesi başlangıç ​​alana açılması altında 1 cm.
    2. Finiş alanına yerleştirin ve kanal bölücüler 5 yüzme kanalları oluşturmak için.
    3. İlk dalış oturumu sırasında fareler başlangıç ​​odasının içinde suya Asansörde indirdi yetiştirmek. Labirent erişim başlangıç ​​odasının altına kadardır. Sıçan kolayca labirentin içine başlangıç ​​odasından yüzebilirsiniz böylece bu birinci oturumu sırasında su seviyesi yeterince düşük. Sıçan labirent aracılığıyla yüzmeye devam izinBitiş alanı.
    4. Denemeler arasında fareler en az 1 dakika için bitiş bölgesinde bırakınız.
      NOT: beyinde ödül devrelerinin aktivasyonunu önlemek için, eğitim sırasında harici ödül (örneğin, gıda) kullanmayın.
    5. Bitiş alanı bekleme döneminden sonra, yavaşça bir sonraki duruşma başlamadan önce 1 dakika boyunca sıçan tutun. Yavaşça bu duruşma öncesi beklemeye sırasında bir havlu ile sıçan kurulayın.
    6. 5.1.3 tekrarlayın. 5.1.5 aracılığıyla. Her sıçan bu ilk dalış eğitim oturumu sırasında eğitim için 3 deneme tamamlamak için.
    7. Tüm kanal bölücüler çıkarın odasını başlatmak ve tank alanını bitirmek.
    8. Tanktan suyu boşaltın. 2.2.2 bakın.
  2. İlk dalış eğitimi (ikinci gün)
    1. Başlangıç ​​odasına yerleştirin. Suyla haznesini doldurun (2.2.1 bkz.). Su seviyesi biraz başlangıç ​​alana açılması üzerinde olduğundan emin olun.
    2. Finiş alanına yerleştirin ve kanal bölücüler 5 yüzme kanalları oluşturmak için.
    3. İkinci dalış sırasındao sıçan labirente girmek başlangıç ​​odasının kenarına altında başını daldırma vardır başlangıç ​​odasına çıkmak için çok eğitim oturumu su seviyesi yükseltilmiştir. Sıçan ilk dalış olarak düşünün. Daha sonra sıçan bitiş alanına labirent aracılığıyla yüzmeye devam izin verin.
    4. Sıçanlar denemeleri arasında en az 1 dakika için bitiş bölgesinde bırakınız.
      NOT: beyinde ödül devrelerinin aktivasyonunu önlemek için, eğitim sırasında harici ödül (örneğin, gıda) kullanmayın.
    5. Bitiş alanı bekleme döneminden sonra, yavaşça bir sonraki duruşma başlamadan önce 1 dakika boyunca sıçan tutun. Yavaşça bu duruşma öncesi beklemeye sırasında bir havlu ile sıçan kurulayın.
    6. 5.2.3 tekrarlayın. 5.2.5 aracılığıyla. Her sıçan bu dalış eğitim oturumu sırasında eğitim için 3 deneme tamamlamak için.
    7. Tüm kanal bölücüler çıkarın odasını başlatmak ve tank alanını bitirmek.
    8. Tanktan suyu boşaltın. 2.2.2 bakın.
  3. İlk dalış eğitimi (tHird gün)
    1. Başlangıç ​​odasına yerleştirin. Su seviyesi başlangıç ​​alanına açıklığının üzerindeki sağlamak, su (2.2.1 bakınız.) Ile doldurun.
    2. Finiş alanına yerleştirin ve kanal bölücüler 5 yüzme kanalları oluşturmak için. Hemen 5 cm uzunluğunda dalış tüneli oluşturmak için başlangıç ​​alanının dışında pleksiglas yatay parça yerleştirin.
    3. Üçüncü dalış, antrenman sırasında sıçan başlangıç ​​odasının kenarına altında başını daldırma ve yüzmek kanalın açık su ulaşmak için sualtı 5 cm yüzmek zorunda. Daha sonra sıçan bitiş alanına labirent aracılığıyla yüzmeye devam izin verin.
      NOT: Başlangıç ​​alana yerleştirilen sonra, sıçanlar kendi sualtı batıklığı başlatmak ve böylece bu "gönüllü" dalışlar olarak kabul edilir.
    4. Sıçanlar denemeleri arasında en az 1 dakika için bitiş bölgesinde bırakınız.
      NOT: beyinde ödül devrelerinin aktivasyonunu önlemek için, eğitim sırasında harici ödül (örneğin, gıda) kullanmayın.
    5. Bitiş alanı bekleme döneminden sonra, yavaşça bir sonraki duruşma başlamadan önce 1 dakika boyunca sıçan tutun. Yavaşça bu duruşma öncesi beklemeye sırasında bir havlu ile sıçan kurulayın.
    6. 5.3.3 tekrarlayın. 5.3.5 aracılığıyla. Her sıçan bu dalış eğitim oturumu sırasında eğitim için 3-5 deneme tamamlamak için.
    7. Tüm kanal bölücüler çıkarın odasını başlatmak ve tank alanını bitirmek.
    8. Tanktan suyu boşaltın. 2.2.2 bakın.
  4. Haftalık dalış eğitim programı
    1. Davranış günlük eğitim seansları (5.3 bakınız.) 5 gün, haftada ideal aynı zamanda her gün.
    2. Başarıyla önceki gün müzakere mesafeden ilk deneme başlayacak. Artan dalış mesafe ile ikinci ve üçüncü denemeler başlayın.
    3. Her sonraki günlük eğitim oturumu fareler sualtı yüzmek zorunda mesafeyi uzatmak için ek yatay bölücüler ekleyerek dalış tünelin uzunluğunu artırmak. Ilk birkaç eğitim oturumları artış thi için5-10 cm s mesafe. Sıçanlar dalış ile daha rahat görünür sonra, 30-50 cm mesafeyi artırır.
      NOT: ardışık çalışmalar sırasında girişiminde dalış mesafe overextend etmeyin. Gerekirse, kısa dalış mesafeleri sağlamak için yatay kanal kapağının ucunu yukarı kaldırın. Bir dalış duruşma sırasında bir sıçan dalış tünelin sonuna ulaşmak ve hızlı bir şekilde, etrafında sualtı çevirmek kanal kapağının ucunu yukarı kaldırın ve sıçan yüzey ve onun yüzmek devam etmek için izin başlar vermez. Bu başarılı uzun bir dalış mesafe tamamlamak için sıçan sağlayacaktır. Bu pozitif takviye, her dalış deneme ile sualtı tünelden ilerlemeye sıçan devam edecektir.
    4. Sıçanlar bir yüzme kanalın bir düz parçaya dalış öğrenme sırasında dalış mesafelerde daha fazla artış kullanın. Buna karşılık, firkete etrafında dalış öğrenme 2-3 eğitimler alabilir kanallar arasında döner.
      NOT: bitiş alanında beklerken Genellikle, sıçanlar th yeniden girecekHala bitirmek alan platformda otururken e su yüzmek, ve / veya kafa sualtı batırmak için.
    5. Tüm 5 kanallarının başarılı dalış sağlamak için 3 hafta boyunca bu günlük eğitim protokolü tekrarlayın. Bu tekrarlayan eğitim protokolü labirent sol ve sağ saç tokası döner alternatif kapsadığı için, labirent başarılı tamamlanmasını sağlar.
      NOT: Tam 6 hafta yüzmek ve dalış eğitimi programı 300 g vücut ağırlığına ulaşmak için 35 g yeni sütten kesilen sıçanların büyüme ile çakışmaktadır.
    6. Günlük eğitimler tamamlandı ve sıçanlar evlerine kafesine geri döndü sonra, sıçanlar hızlı tımar yoluyla kendi kürkünü kurutmak sağlamak, ya da gerekirse, onların kürk kuru oluncaya kadar sıcak sıçan tutmak için onların kafes altında bir ısıtma pedi yerleştirin.

6. Deneysel Varyasyonları

Not: temel deneysel kurulum ve hayvan eğitim yukarıda tarif edilmiştir. Ancak, davranışsal eğitim sadece prÇevrede bulunan veri toplamak için başka deney teknikleri ile kullanılmak üzere bir model ovides. Temel protokoller dalış tepkisinin belirli yönlerini araştırmak için modifiye edilir. Bu tadilatların örnekleri arasında, bu fizyolojik ve Nöroanatomik teknikleri kullanılarak verilerin toplanması için bazı değerlendirmeler, aşağıda verilmiştir.

  1. Implante edilebilir Telemetrik Vericiler
    1. Eğitimin tamamlanmasından sonra, yüzme ve dalış sıçanların pulsatil arteriyel kan basıncını iletmek için piyasada mevcut telemetrik vericileri kullanın. Cerrahi ve ameliyat sonrası iyileşmenin ilişkin prosedürler için yerel IACUC onay alın. Onların verici için şirket tarafından önerilen implantasyon prosedürleri uygulayın ve suya sıçan dönmeden önce cerrahi tam iyileşme sağlamak.
    2. Sıçan su olduğunda radyo sinyali alan anten yakın olduğundan emin olun.
      Not: Su radyo sinyalleri zayıflatır ve böylece mesafe radyo sinyali neSu deposu boyutlarının sınırlayıcı bir faktör haline gelmektedir yoluyla ed seyahat etmek.
    3. Bu labirent aracılığıyla ilerledikçe sıçan takip etmek, yerine sıçan-kafes büyüklüğünde anten yerine, el anten çubuk kullanın. Sıçan sualtı ise radyo sinyali kayıp değil emin olmak için sıçanın 30 cm içinde değnek anteni tutun.
  2. Firar Şırıngalar
    1. Dalış tünelin çatısını oluştururken kanal bölücüler ve yatay parçaları yeniden tasarlanması labirent aracılığıyla ilerlemesi sırasında sıçan arkasında boyunca kanül yollar böylece.
      NOT: kanallarının modüler tasarımı büyük önem taşımaktadır ve aynı zamanda hızlı sualtı labirent sıçan kurtarmak izin vermelisiniz. Bir kanül kırılmaların ve fareden alınan çıkaaldığmda Eğer sualtı kanül hızla yatışma değilse iken, sıçan yakında kanamaya başladı.
    2. Gönüllü dalış sıçanlarda arteriyel kan basıncını ve kalp hızını kaydetmek için sondaki arteriyel kanül kullanın. PE50 bir 90 cm parça olarak kullanınBir sondaki kanül.
      NOT: Bu kanül uzunluğu hala sıçan labirent aracılığıyla ilerlemeye izin verirken basınç dönüştürücü için sıçan bağlamak için yeterince uzun, henüz kanül ölü alanı en aza indirmek için yeterli kısa ve yeterli sadakat izin basınç dönüştürücü yeterince yakın arteriyel basınç sinyali.
    3. Böyle parasempatik ve sempatik agonistleri ve antagonistleri gibi farmasötik maddeler enjekte etmek sondaki venöz (veya arteriyel) kanüller kullanmak veya kalp debisi dağılımını belirlemek izleyiciler veya boya enjekte etmek.
    4. Sıçanlar sualtı katekolamin düzeylerine ve kan kimyasını belirlemek için sualtı iken venöz (veya arteriyel) kanüller kullanılarak sıçanların kan örneklerinin alınması.
      NOT: firar kanül uzunluğu en aza indirin ve kan çizer sırasında kanül ölü alanı için hesap.
  3. Aktif Beyin Nöronlar Algılama
    1. Olduklarını gösteren için Fos proteininin immünolojik tespiti kullanındalış tepkinin bir parçası olan beyin sapı fy belirli alanlarda.
      NOT: kardiyorespiratorik refleksi tekrar başlatılması, aktif hale gelir ve fos adı verilen bir protein üretebilen refleks devresinin bir parçası olan beyin nöron sırasında.
    2. Tekrarlanarak 24 dalış toplam 2 saat labirent aracılığıyla her 5 dakikada bir sıçan dalış.
      Not: sinir hücresi Fos üretimini teşvik başka protokoller de kullanılabilir. Strese yanıt olarak katılan beyinsapı nöronların aktivasyonunu önlemek için, tekrarlanan davranış davranışsal eğitimin bir parçası olarak dahil edilmelidir.
  4. Dalış sırasında kan Kortikosteron Düzeyleri
    1. Yüzme ve dalış sırasında stres sıçanlar deneyim seviyesinin bir göstergesi olarak kortikosteronu kullanın.
    2. , Kortikosteron analizi için kan alma 15 dakika 3 gönüllü gezen ya dalış sonra farelerin kuyruk veninden 0.1 ml'lik bir kan örneklerini almak için.
      NOT: Ön deneyler 15 dk su olduğunu belirttifficient zaman dolaşıma üretim ve kortikosteron salgılanmasına izin veren ve plazma kortikosteron seviyelerinde bir tepe neden olur. Kortikosteron düzeyleri sirkadiyen ritim olduğundan, tüm kan günün aynı anda çizer planlamak ve eğitim oturumları zamanlama ile geldi.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Açıklanan yüzme ve dalış eğitimi prosedürlerin başarıyla tamamlanması su altında dalış yaparken sıçanların yaşadığı stresi azaltabilir. Kan kortikosteron seviyeleri tekrarlanan günlük eğitim gönüllü dalış ile ilişkili stressfulness azaldığını göstermektedir, ve eğitilmiş fareler insan (Şekil 2; 17) tarafından günlük olarak işlenen daha dalış fazla stresli bulabilirsiniz. Tersine, dalış protokolde eğitimli sıçan gönüllü dalış stresli (Şekil 2; 17) bulabilirsiniz. Ay...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Onların vahşi formu can Sıçanlar ve yarı-sucul ortamlarda istismar yapmak ve yiyecek 6 aramak olurken olacak sık sık sualtı dalış. Böylece fareler çok kolay gönüllü sualtı dalış için eğitilmiş olabilir bu çok şaşırtıcı değildir. Tarif edilen eğitim prosedürler çoğu erişkin sıçan beyin atlaslarında kullanılan bir vücut büyüklüğü (~ 300 g) yeni sütten fareler getirecek 6 haftaya kadar sürebilir. Bu eğitimli hayvanların Böylece beyinleri daha kolay karşılaştırılabilir bu atlaslarında tanımlanan anatomik yapılara...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazar Stoelting Company için bir danışman ve ticari amaçlar için kendilerine genel tasarım ve McCulloch Dalış Tank Maze özelliklerini sağladı.

Teşekkürler

Araştırma Araştırma ve Sponsorlu Programları Ortabatı Üniversitesi Ofisi tarafından finanse edilerek desteklenmiştir. Ayrıca Ortabatı Üniversitesi Hayvan Tesisi ve Erik Warren teşekkürler.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
McCulloch Dalış Tankı LabirentÇalma Şirketi60139
1 inç iç çaplı boru Fisher14-169-63Tankı doldurmak veya boşaltmak için kullanılır
Pleksiglas kemirgen kısıtlama cihazı (Ekonomi düz tabanlı sınırlayıcı)BraintreeFB-M/L Zorunlu dalışlar için
Telemetrik vericiler DSIModel PA-C40 (270-0040-008)Pulsatil arteriyel kan basıncını iletmek için kullanılır
El anten çubuğuDSIModel RLA 3000 (272-5007)Sıçan su altı labirentinde pazarlık yaparken radyo anteninin vericiye yakın olmasını sağlamak için kullanılır
Intramedic PE50, 0.023" IDFisher14-170-12BArka arteriyel kanül
N95 maskesi olarak kullanılır - Moldex #2300N SerisiFisher19-003-246DSıçan alerjenlerinin solunmasını sınırlamak için kullanılır

Kaynaklar

  1. Butler, P. J., Jones, D. R. Advances in Comparative Physiology and Biochemistry. Lowenstein, O. 8, Academic Press. 179-364 (1982).
  2. Butler, P. J., Jones, D. R. Physiology of diving birds and mammals). Physiol. Rev. 77, 837-899 (1997).
  3. Butler, P. J. Metabolic regulation in diving birds and mammals. Resp. Physiol. Neurobiol. 141, 297-315 (2004).
  4. Foster, G. E., Sheel, A. W. The human diving response, its function, and its control. Scand. J. Med. Sci. Sports. 15, 3-12 (2005).
  5. Lindholm, P., Lundgren, C. E. G. The physiology and pathophysiology of human breath-hold diving. J. Appl. Physiol. 106, 284-292 (2009).
  6. McCulloch, P. F. Animal models for investigating the central control of the mammalian diving response. Front. Physiol. 3, 1-16 (2012).
  7. Krogh, A. The progress of physiology. Am. J. Physiol. 90, 243-251 (1929).
  8. Panneton, W. M., Gan, Q., Juric, R. The rat: a laboratory model for studies of the diving response. J. Appl. Physiol. 108, 811-820 (2010).
  9. Lin, Y. C. Autonomic nervous control of cardiovascular responses during diving in the rat. Am. J. Physiol. 227, 601-605 (1974).
  10. Lin, Y. C., Baker, D. G. Cardiac output and its distribution during diving in the rat. Am. J. Physiol. 228, 733-737 (1975).
  11. Huang, T. F., Peng, Y. I. Role of the chemoreceptors in diving bradycardia in the rat. Jap. J. Physiol. 26, 395-401 (1976).
  12. Fahlman, A., Bostrom, B. L., Dillon, K. H., Jones, D. R. The genetic component of the forced diving bradycardia response in mammals. Front. Physiol. 2, 1-7 (2011).
  13. Blix, A. S., Folkow, B. Handbook of Physiology. Shepher, J. T., Abboud, F. M. , American Physiological Society. 917-944 (1984).
  14. Kooyman, G. L. Diverse Divers. 200, Springer-Verlag. (1989).
  15. MacArthur, R. A., Karpan, C. M. Heart rates of muskrats diving under simulated field conditions: persistence of the bradycardia response and factors modifying its expression. Can. J. Zool. 67, 1783-1792 (1989).
  16. McCulloch, P. F., Jones, D. R. Cortical influences on diving bradycardia in muskrats (Ondatra zibethicus). Physiol. Zool. 63, 1098-1117 (1990).
  17. McCulloch, P. F., Dinovo, K. M., Connolly, T. M. The cardiovascular and endocrine responses to voluntary and forced diving in trained and untrained rats. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 298, 224-234 (2010).
  18. Panneton, W. M., Gan, Q., Dahms, T. E. Cardiorespiratory and neural consequences of rats brought past their aerobic dive limit. J. Appl. Physiol. 109, 1256-1269 (2010).
  19. Chotiyanonta, J. S., DiNovo, K. M., McCulloch, P. F. Bilateral sectioning of the anterior ethmoidal nerves does not eliminate the diving response in voluntarily diving rats. Physiol. Reports. 1, (2013).
  20. Panneton, W. M., Anch, A. M., Panneton, W. M., Gan, Q. Parasympathetic preganglionic cardiac motoneurons labeled after voluntary diving. Front. Physiol. 5, 1-10 (2014).
  21. McCulloch, P. F., Ollenberger, G. P., Bekar, L. K., West, N. H. Trigeminal and chemoreceptor contributions to bradycardia during voluntary dives in rats. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 273, 814-822 (1997).
  22. Ollenberger, G. P., Matte, G., Wilkinson, A. A., West, N. H. Relative distribution of blood flow in rats during surface and submerged swimming. Comp. Biochem. Physiol. A. 119, 271-277 (1998).
  23. Ollenberger, G. P., West, N. H. Distribution of regional cerebral blood flow in voluntarily diving rats. J. Exp. Biol. 201, 549-558 (1998).
  24. McCulloch, P. F. Activation of the trigeminal medullary dorsal horn during voluntary diving in rats. Brain Res. 1051, 194-198 (2005).
  25. Panneton, W. M., et al. Activation of brainstem neurons by underwater diving in the rat. Front. Physiol. 3, 1-13 (2012).
  26. McCulloch, P. F., Panneton, W. M. Activation of brainstem catecholaminergic neurons during voluntary diving in rats. Brain Res. 984, 42-53 (2003).
  27. McCulloch, P. F. Globosa neurons: a distinct subgroup of noradrenergic neurons in the caudal pons of rats. Brain Res. 964, 164-167 (2003).
  28. Panneton, W. M. The mammalian diving response: an enigmatic reflex to preserve life. Physiology. 28, 284-297 (2013).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Daha fazla makale keşfet

Sıçan EğitimiGönüllü DalışSualtı LabirentiKan Basıncı İzlemeBeyin Sapı AktivasyonuOtonom Sinir SistemiKardiyovasküler YanıtDavranışsal ModelNörofizyolojik Araştırma
Gönüllü Dalış Sualtı eğitim Rats: Memeli Dalış Tepki Araştırmalar
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.