Method Article
تتبع اييبلينك الاشراط الكلاسيكي (ECC) واستخدمت لتقييم التعلم النقابي هيبوكامبال المعتمدة في الفئران الكبار التي كانت تدار تركيزات عالية من الكحول (11.9% v/v) أثناء تطور الدماغ حديثي الولادة المبكرة. بشكل عام، إجراءات ECC أدوات التشخيص السليم للكشف عن الخلل في الدماغ عبر العديد من الإعدادات النفسية والطبية الحيوية.
كانت تدار من الفئران حديثي الولادة تركيزات عالية نسبيا من الكحول الاثيلي (11.9% v/v) خلال الأيام التالية للولادة 4-9، وقت الدماغ الجنين يخضع للتغيير التنظيمي السريع وهو مماثل لتسارع التغييرات الدماغ التي تحدث خلال الربع الثالث في البشر. هذا النموذج من اضطرابات طيف الكحول الجنيني (فاسدس) ينتج تلف الدماغ الشديد، محاكاة حجم ونمط من السمر الذي يحدث في بعض الأمهات الحوامل الكحولية. يصف لنا استخدام الاشراط الكلاسيكي تتبع اييبلينك (ECC)، متغير مرتبة أعلى من التعلم النقابي، وتقييم الضعف هيبوكامبال الطويلة الأجل التي ينظر إليها عادة في ذرية الكبار المعرضة للكحول. في 90 يوما عمر، القوارض كانت مستعدة جراحيا مع تسجيل وتحفيز كهربائي، التي تقاس اليكتروميوجرافيك (EMG) وميض النشاط من عضلة الجفن الأيسر وألقى صدمة خفيفة الخلفي للعين اليسرى، على التوالي. بعد فترة انتعاش يوم 5، أنها خضعت 6 جلسات لتتبع ECC لتحديد الاختلافات التعلم النقابي بين المعرضة للكحول والتحكم في الفئران. تتبع ECC هي واحدة من العديد من الإجراءات المبكرة الممكنة التي يمكن تعديلها بسهولة باستخدام نفس المعدات والبرمجيات، حيث أنه يمكن تقييم النظم العصبية المختلفة. وبصفة عامة، يمكن استخدام الإجراءات المبكرة كأدوات التشخيص للكشف عن الأمراض العصبية في أنظمة الدماغ المختلفة والظروف المختلفة التي إهانة الدماغ.
It is quite hard to imagine that in today's day and age with better health care and access to health services, alcohol abuse remains a major global health concern. Unfortunately, it has been shown that an expectant mother who drinks a high amount of alcohol can have a child with severe brain damage and neurodevelopmental disorders that last a lifetime, as evident in those afflicted with fetal alcohol syndrome (FAS)1,2,3. In women with some confirmed history of maternal alcohol use, the developing fetus is also susceptible to small amounts of alcohol or different patterns of alcohol consumption that produce varying differences in blood alcohol concentrations. In this latter case, while the children may not exhibit the severe morphological or neurobehavioral disruptions as those with FAS, they may still exhibit lifelong cognitive disabilities and emotional disturbances that range from mild to severe3,4. Altogether, FAS and less severe forms of prenatal alcohol-mediated disruptions constitute a collection of fetal alcohol spectrum disorders (FASDs). It is no surprise that FASDs are completely preventable, but astonishingly estimates show that in populations where alcohol abuse is quite common, they remain the primary non-genetic cause of neural and cognitive disability, affecting about 2% to 5% of young US children and those in European countries such as France and Sweden. With respect to the incidence of FAS alone within the US, the prevalence is 2 to 7 per 1,000 live births5, implying that the overall incidence of FASDs to be much higher than that for FAS.
Neuroimaging studies conducted in children with FASDs have shown that they display brain abnormalities, such as a thinner corpus callosum6, smaller anterior cerebellar vermis7, and smaller hippocampus8. These brain abnormalities underlie some of the long-term neurocognitive disruptions observed in children with FASDs. The exact links that tie variations in maternal alcohol-mediated brain changes and variations in the profile (i.e., type, extent) of particular neurocognitive impairments have yet to be clearly determined. But as a starting point, the hippocampus is an excellent candidate for determining its susceptibility to prenatal alcohol effects. Indeed, children with FASDs exhibit deficits in hippocampal-mediated behaviors such as place learning9,10 and delayed object recall11.
Rodent models of FASDs have proven to be invaluable in elucidating the mechanisms leading to neurocognitive disruptions seen in children with FASDs. A well-established binge-exposure model that we have adopted involves delivering alcohol to rats during postnatal days 4-912,13, a period when the brain undergoes rapid synapse and dendritic contact formation, comparable to human fetal week 24 and extending into the 3rd trimester14,15,16,17. This particular model induces significant loss of hippocampal neurons18,19 and neurons in many other brain regions such as the cerebellum12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23, accompanied by severe impairments in cognitive functions spanning different domains21,24,25. Cognitive disruption from early alcohol exposure in rats may be assessed in different ways, particularly with eyeblink classical conditioning (ECC). ECC is a paradigm that has been utilized for more than a century to scientifically investigate the fundamental basis of learning26,27 and as such, provides a useful method to better understanding the adverse neurocognitive consequences resulting from fetal alcohol exposure. It is a very flexible paradigm that allows investigators to use a variety of different ECC procedures, any of which can be examined across many mammalian species ascending the phylogenetic scale (from mice to humans) and over different courses of brain development28,29,30,31. Furthermore, the fundamental neural circuits that mediate associative learning in this paradigm are supported by experimental and neuropsychological reports in these same species26,32,33,34,35,36,37.
One form of ECC, trace ECC is demonstrated in this paper (Figure 1). To provide context, it is compared against the more traditional form - delay ECC. The ECC paradigm was modeled after classical conditioning using dogs, first carried out by the Nobel-Prize winning physiologist, Ivan Pavlov. Pavlov discovered that certain stimuli such as tones do not naturally elicit salivation, but when it precedes and overlaps with the delivery of food, the salivary response can be strengthened from repeated presentations of the two, provided that this tone-food contingency is maintained. This is an example of delay ECC, with the notion that associative strength is mediated by immediate temporal contiguity between the two stimuli, thus making learning conditions optimal for an animal. He also tested other variations of the tone-food contingency, such as turning the tone off and leaving a "trace" period before delivering the food. When these two stimuli were discontiguous enough, it became much harder for the dogs to emit salivation responses prior to the delivery of the food. The discontiguity between the tone being turned off and the delivery of the food is thus an example of trace ECC. As rodents do not naturally salivate to the presence of food, more species-relevant stimuli such as mild shock are used instead; they also do not naturally emit defensive eyeblink responses to tones. With this backdrop, rodent ECC procedures involve presenting a tone at a given decibel level and pairing it in some fashion with mild shock to either the eyelid muscle (orbicularis oculi) or the temporalis muscle to elicit an eyeblink response. The tone is considered a conditioned stimulus (CS) while the shock is considered an unconditioned stimulus (US). In delay ECC, the CS is presented first; this stimulus remains on for a given duration. Afterwards, the US is delivered. These two stimuli overlap for a given duration, and then both terminate simultaneously; the resultant eyeblink response emitted due to the US is considered an unconditioned response (UR). In this procedure, rodents learn to emit eyeblink responses sometime after the CS is presented, but just before the US, in order to anticipate this aversive stimulus. The learned eyeblink response is referred to as a conditioned response (CR). For trace ECC, the CS and US are separated by a period of time that is void of stimuli known as a trace interval; they do not overlap in time as in delay ECC. During this interval, the animal is tasked to resolve the associational requirements between stimuli. Similar to delay ECC, learning occurs when the animal consistently emits a blink response after the CS turns off, but immediately before delivery of the US. Over some amount of acquisition training (CS paired with US), learning curves (i.e., based on different CR measurements) develop. Lesion and neuroimaging studies show that successful learning in delay ECC is dependent on having intact cerebellar-brain stem neuro-circuitry38,39,40, whereas trace ECC is a higher-order procedure that requires additional neural engagement from the hippocampus41,42,43,44 and other cortical structures45,46. Because of the timing-related requirements needed in order to acquire trace CRs successfully, this task is also more difficult to learn (even for normal subjects).
Figure 1: Trace eyeblink classical conditioning. An actual waveform is shown that is representative of an adult rat in the unintubated-control (UC) group. The tone CS (85 dB, 2.8 kHz) is first presented for 380 ms. A trace interval of 500 ms ensues, where no stimuli are present. Afterwards a shock US (1.6 mA) is delivered for 100 ms. Successful learning in this task occurs when the frequency (%) or amplitude (in volts) of eyeblinks during the conditioned response (CR) time window (Total CR period) increases over many sessions of training. In particular, rodents with an intact hippocampus will usually emit more well-timed CRs (Adaptive CRs) just prior to the onset of the shock US (within a 200-ms window). Startle responses (SRs) during the first 80 ms after tone CS onset and unconditioned responses (URs) are also measured. Non-associative SRs are typically low or nonexistent in well-trained rodents, while URs are expected to be high in frequency and amplitude. This task requires that the rodent learn to bridge the association between the CS offset and US onset (during the trace interval), therefore making it inherently more difficult to acquire compared to delay ECC. Please click here to view a larger version of this figure.
Here we demonstrate the adverse functional consequences of neonatal alcohol exposure that is delivered in a binge-like manner, as assessed by a trace ECC procedure that delivers an 85 dB tone CS (2.8 kHz) which remains on for 380 ms, followed by a 1.6 mA shock US which remains on for 100 ms, and these stimuli are separated by a trace period of 500 ms. We have reported on the utility of this behavioral assay in previous studies examining choline intervention and iron supplementation in mitigating the effects of neonatal alcohol exposure18,47. Indeed, trace ECC can be used as a diagnostic tool to assess neonatal alcohol-induced hippocampal pathology. The advantage it has over delay ECC is that it is more sensitive to detecting disturbances in hippocampal function, which is compromised in humans with FASDs.
Demonstration of ECC extends far outside the fetal alcohol field. Many variants of ECC (e.g., delay, trace, compound, reversal) can be used to elucidate ontogenetic differences in learning across development, the neurobiological basis of associative learning in normal mammals, as well as the vulnerabilities of different brain systems to many challenges, including (but not limited to) teratogens, environmental toxins, traumatic brain injury, neurodegenerative diseases, and psychiatric conditions.
NOTE: All procedures were approved and carried out in accordance with the policies set forth by the East Carolina University IACUC. Long-Evans rats were generated from females mated with male breeders. Pups from all three treatment groups (see 1.1) were generated within a litter from the same dam. Five litters were produced and each litter was culled to 8 pups on postnatal day (PD) 3. The remaining two pups from each litter were assigned to separate experiments. Both male and female offspring (one per exposure group) were included in the study. A total of N = 27 adult offspring were examined in this study; 3 rats were excluded due to broken 3T wire leads (see 3.1.1) which were irreparable on Day 1 of ECC training.
1. Preparation of Groups, Materials, and Solutions
2. Neonatal Alcohol Exposure (Postnatal Days 4-9)
3. Fabrication and Modification of Electrodes
Figure 2: Electromyographic (EMG) recording electrodes and bipolar electrode. The finished EMG headstage (right, orange) is constructed from three male contact pins, two size 3T PTFE-coated wires, one size 10T PTFE-coated wire, and a modified micro strip. The three wires are approximately 5 cm each and are crimped to the contact pins. The finished bipolar electrode (right, white) is untwisted, re-straightened, and molded in a V-shape (5 mm split). Shielding is removed from the tips of the two prongs. Please click here to view a larger version of this figure.
4. Eyelid Surgery Procedure (Postnatal Day 90)
5. Trace Eyeblink Classical Conditioning Procedure
Figure 3: Modified operant conditioning box for eyeblink conditioning. Rats are freely-moving mammals, and therefore a rotating commutator is used for maintaining electrical signal contact from the EMG and bipolar plugs that are attached to the head. The commutator is attached to the arm of the stanchion, which is counter-weighted for alleviating pressure on the rat. A piezo tweeter (speaker) delivers a 2.8 kHz tone at 85 dB and these values are calibrated regularly. Acoustical foam assists with attenuating environmental noise. Please click here to view a larger version of this figure.
Figure 4: Eyeblink conditioning system. This custom-built system consists of an EMG Integrator unit that filters and amplifies incoming signals from the rats, a Stimulus Control unit that delivers various stimuli in addition to tones and shocks, a pre-amplifier for each operant box to increase EMG signal gain, and a stimulus isolator for each operant box; it provides varying shock levels (in mA). A digital oscilloscope (not part of the stock eyeblink system) is used for diagnostic purposes during habituation and acquisition. Please click here to view a larger version of this figure.
البرنامج اييبلينك قادر على توفير مجموعة كبيرة وشاملة من البيانات لأنواع عديدة من القياسات. للإيجاز، يمكننا تقرير في هذه الدراسة، الممثل نتائج للتعلم والأداء التدابير التي تشمل النسبة المئوية CR التكيفية والتكيف CR السعة، أور النسبة المئوية والسعة أور. وقد اختيرت الفترة CR التكيف حيث أنه يمثل الحصول على الاستجابات اييبلينك حسنة التوقيت على مدى التدريب المتكرر، نتيجة لزيادة اللدونة متشابك في الحصين أثناء تتبع ECC50،،من5152. التدابير جولة أوروغواي التي اختيرت لتوضيح ما إذا كان العجز في التعلم الأطفال حديثي الولادة المستحثة بالكحول في تتبع ECC بسبب اضطرابات في التعلم النقابي أو اختلالات في الاستجابة للصدمة علينا-والتي قد تشير إلى اختلافات تحفيزية أو موتور، بدلاً من التعلم الاختلافات بين المجموعات المعالجة. تم تحليل البيانات لكل تدبير من التدابير استخدام 2 (الجنس) x 3 (مجموعة الوليد) x 6 (الدورة) مختلطة ANOVAs، مع دورة كعامل التدابير المتكررة. حللت الآثار الرئيسية الهامة لعلاج الأطفال حديثي الولادة باستخدام الاختبارات المخصصة بعد توكي في وحللت تفاعلات هامة باستخدام اختبارات آثار بسيطة. أجريت جميع التحليلات الإحصائية باستخدام الحد أدنى ألفا 0.05 والنتائج في الرسوم البيانية يعني ± sem.
بدءاً بقياس النسبة المئوية CR التكيفية، ANOVA أشارت إلى أثر الرئيسي لمجموعة الوليد، و(2,21) = 11.69، ف < 0.001، ولكن أي تأثير الرئيسية الهامة للجنس (p = 0.71) أو تفاعل كبير بين هذه العوامل (ف = 0.20). كما كان متوقعا، زادت نسبة CR التكيفية على مدى ست دورات تدريبية، و(5، 105) = 81.15، ف < 0.001، والاختلافات بين مجموعات الأطفال حديثي الولادة كانت تعتمد على مستوى معين من الدورة، و(10, 105) = 4.58، ف < 0.001. وكانت هناك لا التفاعلات الهامة الأخرى التي تنطوي على عامل الدورة. وبالمثل للتكيف CR السعة، مرة أخرى هناك أثر الرئيسي لمجموعة الوليد، و(2,21) = 22.32، ف < 0.001، ولكن أي تأثير الرئيسية الهامة للجنس (p = 0.21) أو تفاعل كبير بين هذه العوامل (ف = 0.48). السعة الجمهورية التشيكية أيضا زيادة كبيرة على مدى ست دورات تدريبية، و(5، 105) = 59.27، ف < 0.001، والاختلافات بين مجموعات الأطفال حديثي الولادة كانت تعتمد على مستوى معين من الدورة، و(10, 105) = 4.31، ف < 0.001. وعموما، أظهرت كل التدابير المتعلقة بمسؤولية الشركات اختلافات كبيرة بين مجموعة الوسائل وهذه الوسائل فصل كثيرا في دورات مختلفة للتدريب. لتأكيد المجموعات التي تختلف اختلافاً كبيرا، أظهرت الاختبارات المخصصة بعد توكي لأن الفئران (منظمة العفو الدولية) تنبيب الكحول تنفيذها إلى حد كبير أسوأ على تدابير CR كلا من أونينتوباتيد--التحكم (UC) والفئران (SI) تنبيب الشام (ف < 0.01 للنسبة المئوية للسجل التجاري؛ ف < 0.001 السعة CR)، التي لم تختلف عن بعضها البعض (ف> 0.05). آثار بسيطة الاختبارات على مجموعة المواليد وكبير × التفاعلات الدورة لكل التدابير CR، أكدت أن الفئران منظمة العفو الدولية كانت البصر أكثر كثيرا في اكتساب CRs ابتداء من الدورة 2 والقيام من خلال الدورة 6 بالمقارنة مع الفئران UC والاشتراكية (كل ف< 0.05)، التي لم تختلف عن بعضها البعض في جميع أنحاء ست جلسات. الاستثناء الوحيد كان التكيف CR السعة للفئران SI لم تبدأ تختلف اختلافاً كبيرا عن منظمة العفو الدولية الفئران حتى الدورة 3. وترد هذه النتائج في الشكل 5A، 5B.
كانت هناك لا اختلافات كبيرة في التدابير أور بسبب الجنس أو الوليدية أو التفاعلات بين هذه العوامل بعامل الدورة. وأشارت هذه النتائج السلبية إلى أن كل فريق كان قادراً على تنبعث ردود اييبلينك للصدمة لنا على قدم المساواة، وأن العجز في التعلم لوحظ في الفئران منظمة العفو الدولية لا تتأثر بالاختلافات تحفيزية أو موتور في الوميض (الشكل 6A 6B).
الشكل 5 : الحصول على تتبع مكيفة المجيبة (يعني ± SEM). أوائل الكحول التعرض (مجموعة منظمة العفو الدولية) تأثرا كبيرا اكتساب الاستجابة التكيفية مشروط (CR) النسبة المئوية (A) والسعة (ب). تتبع ECC أصلاً من الصعب الحصول على، وللتدابير التي أقل نسبيا بالنسبة لجميع الفئات-مع تأخير ECC، النسب المئوية قد تصل إلى 80-85 ٪ في نماذج القوارض من FASD21،53. ومع ذلك، تتبع الإجراء ECC أكثر فرض ضرائب على الحصين، وعرضه لآثار الكحول أثناء تطور الدماغ المبكر. * ف = < 0.05، * * ف = < 0.01، * * * ف = < 0.001 بين الفئران UC ومنظمة العفو الدولية؛ تتوفر أحجام العينات في أقواس. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 6 : الحصول على الاستجابات أونكونديتيونيد (يعني ± ووزارة شؤون المرأة)- أداء اييبلينك (النسبة المئوية أور والسعة أور) لم تكن تختلف اختلافاً كبيرا فيما بين المجموعات. عدم وجود اختلافات تشير إلى أنه لم يغير شدة الصدمة المستخدمة أثناء التدريب اكتساب الأثران الدافع في الفئران منظمة العفو الدولية أو قدرتها على إنتاج دفاعية وميض الردود على الصدمة، مقارنة بالمجموعتين التحكم (UC وسي). تتوفر أحجام العينات في أقواس. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
أظهرت الجراء الفئران حديثي الولادة التي تلقت إيثيل الكحول خلال الأيام التالية للولادة 4-9 اييبلينك تتبع تكييف العاهات في مرحلة البلوغ. هذه النتائج تدعم الفكرة القائلة بأن الكحول تناسليا مع يعانون آثار ضارة على الدالة هيبوكامبال. إجمالاً، مكيفة الاستجابة في إجراء التتبع كان أقل بالنسبة للفئران المعرضة إلى الكحول مقارنة بالفئران في كلتا المجموعتين السيطرة. إعاقات التعلم النقابي في الفئران المعرضة للكحول لا تتأثر بالاختلافات تحفيزية أو السيارات (أي.، لم توجد فروق في الوميض لشدة الصدمة الولايات المتحدة).
في حين تتبع ECC أداة تشخيصية مفيدة لأمراض الأعصاب توضيح هيبوكامبال المستحثة بالتحدي، يجب أن توضع النتائج من هذا الأسلوب في السياق الصحيح. أولاً، إشراك العناصر الإجرائية الرئيسية في هذه التظاهرة التنفيذ الهادف للكحول خلال نافذة الضعف في الدماغ النامي، تصنيع الأجهزة الكهربائي الذي يسمح تسجيل النشاط اليكتروميوجرافيك ويسلم صدمة، وغرس الجراحية الأجهزة المذكورة آنفا، واختبار الحيوان اللاحقة باستخدام نموذج تعلم الذي يقيم دالة المعرفي للفائدة معروفة. في كل مرحلة من مراحل العملية، ويجب الحرص لا تسبب أذى لا لزوم لها/غير المقصودة لمواضيع القوارض ورصد علامات الصحة بها بانتظام. تقديم نتائجها السلوكية "نافذة" للإدراك، ووصف تركيبة نفسي فقط بدقة عند عدم المساس بصحتهم بأخطاء تجريبية تشمل الجرعات الكحول أو عيوب الأجهزة، أو زرع جراحية. وهكذا، يجب تنفيذ كل عنصر من عناصر إجرائية في عملية البحث بطريقة سليمة لضمان أن يمكن استقراء النتائج من رعاية الطفولة المبكرة إلى النتائج التي توصل إليها في البشر. ثانيا، يوفر النموذج ECC البصيرة على طبيعة التعلم النقابي، ولكن يجب الحرص لا تمديد النتائج باستخدام هذا النهج، وتنسب لهم على نطاق واسع في المجالات المعرفية الأخرى-مثل الذاكرة العاملة والذكريات الطويلة المدى، والوعي--إلا إذا كان أحد قد أدرجت بعض جوانب هذه المجالات ضمن دراسة ECC بالتصميم التجريبي. على سبيل المثال، هذه التظاهرة درست في مرحلة اكتساب التعلم ECC التتبع، ولكن لم تدرس الاحتفاظ الذاكرة في الفئران بعد الانتهاء من التدريب. وهكذا الذاكرة هو عملية نفسية مستقلة ينبغي تقييمها بالإضافة إلى التعلم. حسب التصميم، واحدة قد تتضمن فترة احتفاظ بذاكرة لتقييم قدرة الذاكرة قصيرة الأجل أو طويلة الأجل أما. ثالثا، الاعتراف بأن هناك أنظمة الذاكرة الموازية54 التي قد تعمل في وقت واحد جنبا إلى جنب مع العوامل المحفزة والتجريبي، والهرمونية التي تسهم في السلوك، أمر ضروري لفهم أن التجميع (خلال ECC) ولكن واحدة من العديد من العمليات التي تكشف عن ما هو "جيد" أو "الفقراء" عن التعلم. وأخيراً، تتبع ECC ليست مهمة محض هيبوكامبال تعتمد على، كما يجوز التوسط مناطق الدماغ الأخرى بعض المكونات من الجمهورية التشيكية. ومن ثم، فهم التفاعلات بين مختلف الدوائر العصبية و/أو النوع من التحفيز المعلمات التي تستخدم في دراسة، ويجب أن تؤخذ في الاعتبار عند تقديم الآثار المترتبة على نتائج متميزة. على سبيل المثال، المخيخ، يسهم أيضا تتبع رعاية الطفولة المبكرة، حيث أنه يؤثر على الخصائص الطبوغرافية للجمهورية التشيكية والجمهورية التشيكية التوقيت، ولا سيما عندما تكون المخابرات الباكستانية في مدة قصيرة. تتبع ECC لا يتأثر بأناس بتلف الدماغ الذي يتم اختباره مع فاصل زمني طويل تتبع (1,000 ms)، ولكن يتأثر بأولئك الذين يحصلون الفاصل زمني (400 مللي ثانية) تتبع أقصر34. وعلاوة على ذلك، منع آفات ثنائية من قشرة prefrontal الآنسي الظهرية (mPFC) التي تستهدف المناطق الأمامية أجرانولار سينجولاتي ووسطى في الفئران، الحصول على تتبع CRs55، بينما تدمير مبفك والذيلية في الأرانب تنتج نتائج مماثلة46. هذه النتائج تسلط الضوء أيضا على أهمية النظر في الاختلافات الأنواع prefrontal المساهمات الدماغ الدماغ في وقف تحركها النقابي التعلم، مثل تتبع ECC. بينما الجرذان التعرض الكحول الولدان خلال اقتناء تأثيراً سلبيا على 4-9 PD CRs تتبع 500 مللي ثانية للكبار في هذه الدراسة وغيرها47،56، هذا ليس هو الحال نفسه للفئران المعرضة للكحول حديثي الولادة تجربة فاصل تتبع 300 مللي ثانية، حتى عندما طعن بجرعة عالية نسبيا من الكحول (5 غ/كغ)57، مما يدل على أن ضعف التتبع في الفئران المعرضة للكحول يعتمد على مدة الفاصل الزمني تتبع.
وشدد الحصين في هذه الدراسة، كما يجري ذات أهمية حيوية للتوسط في تتبع رعاية الطفولة المبكرة، وعند الطعن بالتعرض للكحول الولدان، يسلك العصبية المتصلة الضرر كما يتبين من العاهات في الحصول على تتبع CRs. ومع ذلك، يجب أن حذر من أن الدوائر الجذعية المخيخ والدماغ، لا سيما نواة إينتيربوسيتوس، أمر ضروري للعديد من جوانب رعاية الطفولة المبكرة، بما في ذلك اقتناء والتعبير، والسمات الطوبوغرافية للجمهورية التشيكية، اعتماداً على نوع مهمة رعاية الطفولة المبكرة، بما في ذلك تتبع ECC36،،من4055،،من5859. والواقع أن هذه الدائرة العصبية يتفاعل مع الحصين للقيادة على التعبير عن المؤسسة خلال أشكال مرتبة أعلى لرعاية الطفولة المبكرة، مثل تتبع ECC60. ما إذا كان التعرض الكحول أثناء تطور الدماغ المبكر يؤثر على وجه التحديد دالة هيبوكامبال في تتبع ECC ليس واضحا تماما. مناطق الدماغ مختلفة كثيرة معرضة للإهانة الكحول المبكر، بما في ذلك مبفك، المخيخ، والحصين18،،من1923،47،،من6162، وأنه من المحتمل جداً أن الكحول يعطل سير عمل هذه الهياكل بدرجات متفاوتة ومتباينة، ولكن الاختلافات الهامة وظيفيا عبر العديد من الإجراءات المبكرة. رغم العثرات فيما يتعلق بتفسير نتائج الدراسات ECC التتبع، ثبت اقتناء ناجحة لتتبع المؤسسة الاعتماد على الأقل على الحصين سليمة، كما تدعمه الآفة الحيوانية دراسات42،44،63،،من6465. وهكذا يظل هذا الإجراء نهجاً قيمة للغاية لما أبدته من تفهم الروابط بين التعرض الكحول التنموية لتتبع مكيفة الاستجابة لأن الدوائر العصبية الكامنة وراءها، أفضل بكثير من ذلك من المهام الأخرى التي تعتمد على هيبوكامبال، مثل مكان التعلم في متاهة المياه موريس، الاعتراف بوجوه جديدة، والسياقية وتتبع الخوف تكييف.
رعاية الطفولة المبكرة كأسلوب سلوكية "الاعتداء" الإدراك، قد انطباق واسع النطاق في مجال نيوروتيراتولوجي التنموية. والواقع أن النتائج الأخيرة من لدينا مختبر دعم الفكرة القائلة بأن الحصين النامي حساس بدرجة كبيرة لآثار الكحول، الأمر الذي قد يخفف من مختلف الاستراتيجيات التدخلية18،47. تتمثل الفائدة الرئيسية هنا بفهم أفضل للعجز في التعلم ECC التتبع التي يسببها الكحول، أنها قد تكون التنبؤية لمشاكل أخرى في مهام هيبوكامبال خارج التعلم النقابي-لا سيما تلك التي من المعروف أن توسط نيوروسيركويتري هيبوكامبال نفسه.
ويمكن تمديد تطبيق التتبع ECC وعن المتغيرات الأخرى (مثلاً، تأخير، عكس، التمييز، مجمع) توضيح الآليات العصبية الحيوية والعصبية نظم المشاركة في التعلم النقابي، خارج ميدان البحوث الجنينية الكحول. على سبيل المثال، هذا النموذج قد تلقت الكثير من الاهتمام في الحالات الإنسانية ونماذج حيوانية لظروف نفسية مثل الفصام66،67، أمراض الأعصاب مثل مرض الزهايمر68،69، والمخدرات لتعاطي70،،من7172. وهكذا تتضح فوائدها كأسلوب بحث لتقييم دالة عصبي وخلل عبر العديد من التخصصات الطبية والنفسية، بما في ذلك علم الأعصاب.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
بتأييد هذا العمل بمنحه إلى TDT من الكحول المشروبات الطبية البحوث مؤسسة (أبمرف).
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 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved