A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
פרוטוקול זה מתאר מודל של בעלי חיים לחקר האופן שבו מצוקה בגיל צעיר, הנגרמת על ידי סביבה ענייה וטיפול אימהי בלתי צפוי במהלך התקופה המוקדמת שלאחר הלידה, משפיעה על התפתחות המוח ועל הסיכון העתידי להפרעות נפשיות.
מצוקה בגיל צעיר (ELA), כגון התעללות, הזנחה, מחסור במשאבים וסביבה ביתית בלתי צפויה, היא גורם סיכון ידוע לפיתוח הפרעות נוירופסיכיאטריות כגון דיכאון. מודלים של בעלי חיים עבור ELA שימשו לחקר ההשפעה של לחץ כרוני על התפתחות המוח, ובדרך כלל מסתמכים על מניפולציה של איכות ו / או כמות הטיפול האימהי, שכן זהו המקור העיקרי לחוויות חיים מוקדמות אצל יונקים, כולל בני אדם. כאן מסופק פרוטוקול מפורט לשימוש במודל Limited Bedding and Nesting (LBN) בעכברים. מודל זה מחקה סביבה דלת משאבים, המעוררת דפוסים מקוטעים ובלתי צפויים של טיפול אימהי במהלך חלון התפתחותי קריטי (ימים 2-9 לאחר הלידה) על ידי הגבלת כמות חומרי הקינון הניתנים לסכר לבניית קן לגורים והפרדת העכברים מהמצעים באמצעות פלטפורמת רשת בכלוב. נתונים מייצגים מסופקים כדי להמחיש את השינויים בהתנהגות האימהית, כמו גם את הירידה במשקל הגור והשינויים ארוכי הטווח ברמות הקורטיקוסטרון הבסיסי, הנובעים ממודל LBN. כבוגרים, צאצאים שגדלו בסביבת LBN הוכחו כמפגינים תגובת דחק חריגה, ליקויים קוגניטיביים והתנהגות דמוית אנהדוניה. לכן, מודל זה הוא כלי חשוב להגדיר כיצד ההבשלה של מעגלי מוח רגישים ללחץ משתנה על ידי ELA וגורמת לשינויים התנהגותיים ארוכי טווח המקנים פגיעות להפרעות נפשיות.
התקופה המוקדמת שלאחר הלידה היא חלון התפתחותי קריטי שבו השפעות סביבתיות יכולות לשנות את מסלול ההתפתחות. לדוגמה, מצוקה בגיל צעיר (ELA) יכולה לשנות את התפתחות המוח כדי לעורר שינויים ארוכי טווח בתפקוד הקוגניטיבי והרגשי. דוגמאות של ELA כוללות התעללות פיזית או רגשית, הזנחה, משאבים לא מספיקים, וסביבה ביתית בלתי צפויה המתרחשת במהלך הילדות או ההתבגרות1. ידוע כי ELA הוא גורם סיכון להתפתחות הפרעות כגון דיכאון, הפרעת שימוש בחומרים, הפרעת דחק פוסט טראומטית (PTSD) וחרדה 2,3,4,5. זה חשוב בהתחשב בכך שרמות העוני בקרב ילדים בארה"ב יותר מהכפילו את עצמן לאחרונה, מ-5.2% ב-2021 ל-12.4% ב-20226, ולמרות שהעוני עצמו אינו בהכרח ELA, הוא כן מגדיל את ההסתברות לסוגים שונים של ELA7.
מודלים של בעלי חיים היו חיוניים זה מכבר להבנת ההשפעות של לחץ נפשי בגיל צעיר על התפתחות המוח ועל התוצאות של מבוגרים. שני המודלים העיקריים של בעלי חיים המשמשים בשנים האחרונות לניתוח התופעה הם הפרדה אימהית (MS) וסביבה ענייה הנגרמת על ידי מצע מוגבל וחומרי קינון (LBN). טרשת נפוצה פותחה כמודל של חסך הורי8. בתוכו, סכרי מכרסמים נלקחים מהגורים שלהם, בדרך כלל למספר שעות, כל יום עד לגמילה8. פרדיגמת הטרשת הנפוצה נמצאה כגורמת להתנהגויות דיכאוניות וחרדתיות בבגרות9, כמו גם לתגובה חריגה ללחץ כרוני10,11. לעומת זאת, מודל LBN, שפותח לראשונה במעבדת ברעם12, אינו מפריד את הסכר מהגורים, אלא משנה את הסביבה שבה מגדלים את הגורים, ומחקה סביבה דלת משאבים12,13. הפחתת כמות חומר הקינון ומניעת גישה ישירה למצעים בדגם זה גורמת לשיבוש הטיפול האימהי מהסכרים3. מאחר שטיפול אימהי חזק וצפוי נדרש להתפתחות תקינה של מעגלי מוח קוגניטיביים ורגשיים14, טיפול אימהי מקוטע מ-LBN יכול לגרום למגוון תוצאות, כולל ציר פעיל יתר על המידה של היפותלמוס-יותרת המוח-יותרת הכליה (HPA), שינוי איזון מעכב-עירור באזורים מרובים במוח, רמות מוגברות של הורמון משחרר קורטיקוטרופין (CRH) והתנהגות דמוית דיכאון בצאצאים13, 15,16,17,18,19.
המנגנון המדויק שבו ELA גורם לסיכון מוגבר להפרעות נוירופסיכיאטריות אינו מובן לחלוטין. הוא חשב להיות קשור לשינויים במעגלי ציר HPA19,20, וראיות אחרונות מראות כי זה עשוי להיגרם על ידי שינויים בגיזום סינפטי מיקרוגליאלי19. מודל LBN הוכח ככלי חיוני להבנת השפעת הסביבה הפרינטלית על התפתחות המוח ותוצאות התנהגותיות ארוכות טווח. למרות שמודל זה פותח בתחילה עבור חולדות, הוא הותאם גם לעכברים על מנת לנצל את הכלים הטרנסגניים הקיימים 12,13. יש לציין כי המודל דומה מאוד בשני המינים ומעורר תוצאות מתכנסות מאוד, כגון שינויים בציר HPA, ליקויים קוגניטיביים והתנהגות דמוית דיכאון, ובכך מדגיש את התועלת חוצת המינים שלו ואת הפוטנציאל התרגומי שלו. מאמר זה יספק תיאור מפורט של אופן השימוש במודל המצע והקינון המוגבל בעכברים, איסוף וניתוח התנהגות אימהית ותוצאות צאצאים כדי לאמת את יעילות המודל ואת התוצאות הצפויות.
כל ההליכים המערבים בעלי חיים בוצעו בהתאם למדריך המכונים הלאומיים לבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה, ואושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים מאוניברסיטת מדינת ג'ורג'יה (אישור מספר A24011). העכברים גודלו והוחזקו במתקני בעלי חיים באוניברסיטת מדינת ג'ורג'יה. הניסויים בוצעו על זן C57BL/6J במהלך התקופה הפרינטלית (יום לאחר הלידה [P] 2-10) וכללו זכרים ונקבות. הריאגנטים והציוד ששימשו למחקר זה מפורטים בטבלת החומרים.
1. הגדרת חומרים
2. פרדיגמת מצע וקינון מוגבלת (LBN)
איור 1: דוגמה להגדרת כלוב. הכלוב בצד שמאל של התמונה מציג כלוב בקרה סטנדרטי (CTL) המכיל כמות מלאה של מצעים ומיקום מלא. הכלוב בצד ימין מציג מערך מצעים וקינון מוגבל (LBN) עם מחצית מכמות המצעים, חצי קינון ומחיצת רשת להפרדת בעלי החיים מהמצעים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
3. ניקוד התנהגות אימהית
סוג ההתנהגות | קיצור | תיאור | ||||
ליקוק / טיפוח | LG | הסכר עוסק בליקוק/טיפוח הגורים שלה. | ||||
סיעוד פעיל | א | הסכר יונק את הגורים שלה בעמידה, בעוד גבה מקושת. | ||||
סיעוד פעיל חדש | נ-אן | התנהגות זו משמשת במיוחד כאשר הסכר קטע את הסיעוד, אך מתחדש במהירות. זהו חריג לכלל 3s. | ||||
סיעוד נמוך | ל.נ. | הסכר יונק באופן פעיל את הגורים שלה, אבל הגב שלה נמוך או כמעט שטוח. אופן פעולה זה בדרך כלל עוקב אחר AN לאחר פרק זמן מסוים. | ||||
סיעוד צד | ס"נ | הסכר שוכב על צדה בעת הנקה (הידוע גם בשם סיעוד פסיבי). | ||||
מחוץ לקן | O | הסכר לא נמצא על הקן, והיא לא אוכלת/שותה. ניתן לראות זאת כשהיא מסתובבת בכלוב או חוקרת. | ||||
אכילה/שתייה | E | הסכר נמצא מחוץ לקן לאכול או לשתות. | ||||
טיפוח עצמי | SG | הסכר מטפח את עצמה. | ||||
נשיאת גורים | C | הסכר נושא את הגורים, בדרך כלל כדי להעביר אותם בחזרה לקן. | ||||
בניין קן | נ.ב. | הסכר בונה או מעביר את הקן באופן פעיל. | ||||
מעבר לקן | M | הסכר נע על הקן. זה מציג את הסכר אינטראקציה עם הגורים בצורה שונה LG או כל סוג של הנקה, כגון רחרוח, גידול, או דריכה על הגורים. |
טבלה 1: תיאור התנהגויות הטיפול של האם.
4. ניתוח נתוני התנהגות אימהית
5. חישוב אנטרופיה
הערה: אנטרופיה, או בלתי צפויה, של התנהגויות טיפול אימהיות מחושבת על בסיס השיטה המוצעת על ידי Vegetabile et al.23. שיטה זו מבוססת על ההנחה שהתנהגויות הטיפול האימהי פועלות כשרשרת מרקוב, שניתן להשתמש בה כדי להעריך את שיעור האנטרופיה של רצף התנהגותי. רצף ההתנהגויות של כל סכר מאופיין באמצעות מטריצת המעבר האמפירית ij> i,j = 1... 7 של הסתברויות מותנות למעבר מהתנהגות אחת (i) להתנהגות אחרת (j), ושיעור האנטרופיה מחושב מזה כמתוארלעיל 3,23 וכדלקמן:
כאשר pij היא ההסתברות המותנית שהתנהגות j נצפית לאחר שנצפתה סכר מבצעת התנהגות i, πi היא התדירות שבה נצפתה התנהגות i, ו-M (=7) היא המספר הכולל של התנהגויות שונות. הקורא מופנה אל Vegetabile et al.23 לדיון ביסודות התיאורטיים של המשוואות; כאן, המוקד הוא על איך ליישם את השיטה במודל LBN.
התוצאות המייצגות מראות כיצד ELA, שנכפה על ידי סביבה ענייה בכלובי LBN, משפיע על הטיפול האימהי מסכרים ועל התוצאות הפיזיולוגיות של הצאצאים. האנטרופיה היומית בהתנהגות הטיפול האימהי גבוהה יותר ב- LBN על פני ימים P3-P6 (F1,58 = 7.21, p = 0.0094; איור 2A), וכן האנטרופיה הממוצעת של כל סכר מת...
מאמר זה מספק פרוטוקול מפורט ליישום מודל LBN בעכברים. מודל זה הוא כלי חשוב להבנת האופן שבו צורה אתולוגית ותרגומית רלוונטית של לחץ כרוני בראשית החיים תורמת להתפתחות הפרעות נוירופסיכיאטריות בצאצאים13. הוא שימושי גם לחקר התנהגות אימהית וכל שינוי במוח הסכרים מנקודת מבט מולקולרית, נ...
למחברים אין ניגודי עניינים.
עבודה זו נתמכה על ידי NIMH K99/R00 Pathway to Independence Award #MH120327, מענק קרן Whitehall #2022-08-051, ומענק חוקר צעיר NARSAD #31308 מהקרן לחקר המוח וההתנהגות וקרן ג'ון ופולי ספארקס. המחברים רוצים להודות למחלקה למשאבי בעלי חיים באוניברסיטת מדינת ג'ורג'יה על מתן טיפול יוצא דופן לבעלי החיים שלנו., ולראיין סלית' על התמיכה הטכנית המצוינת שלו בהקמה ותחזוקה של מערכת ניהול הווידאו שלנו. ד"ר בולטון רוצה גם להודות לד"ר טלי ז. ברעם על הכשרה מצוינת ביישום נכון של מודל LBN במהלך הפוסט-דוקטורט שלה.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2-inch 4 MP 4x Zoom IR Mini PT Dome Network Camera | Hikvision | DS-2DE2A404IW-DE3(S6) | |
Amazon Basics Aluminum Light Photography Tripod Stand with Case - Pack of 2, 2.8 - 6.7 Feet, 3.66 Pounds, Black | Amazon | From Amazon | |
Blue Iris | Blue Iris Security | Optional video management software | |
CAMVATE 1/4"-20 Mini Ball Head with Ceiling Mount for CCTV & Video Wall Monitors Mount - 1991 | Camvate | From Amazon | |
Corn cob bedding | The Andersons | 4B | |
Cotton nestlet | Ancare | NES3600 | |
Mesh divider | McNICHOLS | 4700313244 | Standard, Aluminum, Alloy 3003-H14, 3/16" No. .032 Standard (Raised), 70% Open Area |
Tendelux DI20 IR Illuminator | Tendelux | From Amazon |
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