Il finanziamento per questo lavoro è stato fornito in parte da una borsa di studio assegnato a MF Salvatore dal National Institute on Aging (AG040261). Gli autori desiderano inoltre ringraziare Victoria Fields per la sua assistenza con gli esperimenti comportamentali associati con il lavoro presentato e Mackenzie Orchard per la sua assistenza con la costruzione del blocco d&#39;inversione per il tapis roulant.

Tutte le seguenti procedure sono condotte in conformità con la cura e l&#39;uso degli animali Comitato Istituzionale presso LSU Health Sciences Center-Shreveport, e rispettano l&#39;Istituto Nazionale di linee guida di salute. 1. pre-esercizio Procedure Nota: Una cronologia di tutte le procedure relative a questo regime di esercizio forzata è diagrammed in Figura 1. <img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51827/51827fig1highres.jpg" width="500" /> Figura 1 forzata regime di esercizio timeline. Dettaglio questa linea temporale degli eventi importanti di ogni fase di questo regime di esercizio durante ogni settimana di studio. La fase di pre-acclimatazione (settimane 1-2) comporta la manipolazione sperimentatore e l&#39;attività locomotoria basale. Durante la fase di acclimatazione (3-4 settimane) tutti i ratti sottoposti a 3 giorni di formazione acclimatazione wqui si siedono sul tapis roulant fermo e poi 10 giorni di acclimatazione formazione per il tapis roulant. È richiesto un minimo di due turni di esercizio (1 giro = 12 giorni consecutivi), seguiti da un periodo di riposo di 2 settimane durante la fase di esercizio fisico (settimane 5-10). Misure comportamentali e / o neurochimici possono essere fatte durante questi periodi di riposo. Inoltre, questo regime può essere modificato per includere più cicli di esercizio in questa fase. Il peso corporeo è misurato in tutte le fasi dello studio su base settimanale, e prima (prima sessione) e dopo (ultima seduta) ogni fase di questo regime di esercizio. Punteggi di formazione esercizio Tapis roulant sono assegnati dopo tutte le sessioni di acclimatazione e di formazione esercizio fisico, e la gamma 1-4, con 4 è il punteggio più alto possibile. In breve, una ventina di formazione di 4 viene assegnato quando i ratti esercitano l&#39;intera sessione di allenamento senza assistenza. Allo stesso modo, assegnare un punteggio di formazione di 3 quando i ratti hanno bisogno di assistenza minima (definita come: assistenza per meno di 25% Del tempo di allenamento) dal sperimentatore. Assegnare un punteggio di formazione di 2 quando i ratti richiedono molta assistenza (definita come: assistenza per oltre il 25% del tempo della sessione di allenamento) dal sperimentatore durante la sessione di allenamento. Infine, assegnare un punteggio da 1 a formazione di ratti che sono non conformi e non riescono a completare una sessione di allenamento. <ol><li> All&#39;arrivo alla colonia degli animali, separato e singolarmente ospitare tutti i soggetti in gabbie scatola da scarpe normali. Fornire cibo e acqua ad libitum a soggetti durante l&#39;intero studio. </li><li> Mantenere un 12-hr ciclo luce-buio retromarcia (luci a 1.800-0.600 ore) nella colonia degli animali, e permettono soggetti si adatti a questo ciclo per un minimo di una settimana. Eseguire tutti gli esperimenti comportamentali durante il ciclo attivo del soggetto (scuro), e 1-2 ore prima del cambiamento di ciclo luce-buio. </li><li> A cominciare da due settimane prima di eventuali esperimenti comportamentali, di gestire tutti i soggetti di prova per diversi minutisce ogni giorno per familiarizzare il soggetto con lo sperimentatore, e per diminuire lo stress novità indotta ad ambienti non familiari, come ad esempio la camera locomotoria e il tapis roulant. </li><li> Misurare il peso corporeo di ciascun soggetto una volta alla settimana, e immediatamente prima (prima sessione) e dopo (ultima seduta) ogni grande intervallo del paradigma esercizio. </li></ol> 2. valutazioni Baseline Locomotore Attività: Determinazione forzati Assegnazioni Gruppo Esercizio <ol><li> Valutare l&#39;attività locomotoria spontanea di ciascun soggetto per 60 min / giorno per 5 giorni consecutivi per stabilire le capacità locomotorie di base. Condurre sessioni di attività locomotoria in camera di attività locomotoria campo aperto automatizzati costituiti da una scatola di plexiglass (45 x 45 x 20 cm 3) con una griglia di raggi infrarossi montato orizzontalmente e verticalmente come suggerito nel manuale del prodotto. </li><li> All&#39;inizio di ogni giornata di valutazioni di attività locomotoria, il carico, e impostare il computer e software programma collegato ai campo aperto Camere di attività locomotoria, al fine di registrare il numero di interruzioni di fascio (attività locomotoria) durante ogni sessione. </li><li> Aggiungere circa 2 tazze di biancheria da letto di pino-chip al pavimento della camera motorio prima di ogni sessione. </li><li> Trasportare i soggetti della colonia di animali alle camere di attività locomotoria nelle loro gabbie a casa immediatamente prima della loro sessione di attività locomotoria. Caricare i soggetti nella loro camera locomotoria assegnato sotto una luce rossa, e avviare la sessione di 60 min sul computer una volta che sono state collocate nella camera. </li><li> Al termine della sessione di attività locomotoria, eliminare i soggetti dalla camera locomotore e restituirli alla loro gabbia a casa sotto luce rossa. Riportare immediatamente i soggetti di nuovo alla colonia degli animali. </li><li> Togliere biancheria da camera e pulire le pareti della camera e il pavimento con il 50% di etanolo dopo ogni sessione. </li><li> Ripetere i passaggi 2,3-2,6 per le sessioni di locomotori aggiuntivi ciascunogiorno come necessario fino a quando sono stati testati tutti i soggetti. Condurre tutte le sessioni di attività locomotoria nel buio, durante il ciclo attivo dell&#39;animale, e 1-2 ore prima del cambiamento di ciclo luce-buio. </li><li> Per spiegare la possibilità di assuefazione alle camere di attività, ruotare ogni soggetto tra le camere disponibili in modo tale che l&#39;attività locomotoria è misurata in una camera diversa dal giorno precedente. <ol><li> Se devono essere realizzati in un giorno più sessioni, modificare l&#39;ordine di prova tale che i soggetti vengono testati in un ordine diverso rispetto alla sessione precedente. </li></ol></li><li> Dai dati generati dal software utilizzato per misurare l&#39;attività locomotoria, determinare basale attività locomotoria di ogni animale con i 5 parametri locomotore seguenti: distanza totale percorsa (cm), l&#39;attività orizzontale (numero di interruzioni del fascio), il numero di movimenti (numero di movimenti iniziati) , il tempo trascorso in movimento (sec), e la velocità di movimento (cm / sec). <ol><li> Per assegnare exercisposta e gruppi nonexercise, calcolare il valore medio di tutti tutti i 5 sedute per ognuno dei 5 parametri locomotore di cui al precedente punto 2.9. </li></ol></li><li> Da questi 5 parametri, determinare l&#39;esercizio e nonexercise (controllo) gruppi tali che un uguale gamma di attività locomotoria è rappresentato in entrambi i gruppi. In questo modo, i ratti coppia insieme sulla base di capacità analoghe di movimento, e assegnare un ratto al gruppo di esercizio e un ratto al gruppo nonexercise. Così, ad esempio, accoppiare i due ratti che mostrano la media più alta di tutti i 5 parametri locomotore insieme, e assegnare un ratto al gruppo esercizio e l&#39;altro al gruppo nonexercise (assegnazioni di gruppo sono scelti a caso). Ripetere questa procedura per gli altri soggetti. <ol><li> Mantenere l&#39;associazione durante l&#39;intero esercizio di regime forzato e per analisi di tutti i dati. </li></ol></li><li> Se lo sperimentatore è interessato agli effetti dell&#39;esercizio fisico sull&#39;attività locomotoria, misurare post-esercizio dell&#39;attività locomotoria ucantare le stesse procedure descritte nei passaggi 2.1-2.8.1 iniziano il giorno dopo l&#39;ultima sessione di allenamento tapis roulant. NOTA: se il ricercatore è interessato e / o permessi automatici del software di attività locomotoria, esaminare le misure di ansia legati (ad esempio, il tempo trascorso in periferia rispetto al centro della camera di attività) per valutare la relativa ansia dei soggetti nel corso delle valutazioni di attività locomotoria. </li></ol> 3 Acclimatazione al Treadmill <ol><li> Condurre tutte le procedure di esercizio relativi tapis roulant su un roditore tapis roulant motorizzato con corsie separate da pareti di plexiglass trasparenti durante il ciclo attivo dell&#39;animale, e 1-2 ore prima del cambiamento di ciclo luce-buio. </li><li> Al posto delle bobine di shock elettrici situati sul retro di ogni corsia, utilizzare un blocco d&#39;inversione plexiglass progettato specificamente per soddisfare il tapis roulant in modo che i soggetti possano esercitare continuamente senza entrare in contatto con le bobine di scosse elettriche. Per evitare il blocco d&#39;inversione dascorrevole durante le sessioni di allenamento, tenere premuto il antiretro in posizione con un 1,5 in c-morsetto. </li><li> A causa della sperimentatore manipolazione necessaria per la formazione esercizio treadmill, di svolgere tutte le sessioni di allenamento tapis roulant con le luci accese. </li><li> Soggetti di trasporto in loro gabbia a casa per il tapis roulant immediatamente prima della loro tapis roulant sessione di allenamento. Quando il tapis roulant è fermo, i ratti caricare sul tapis roulant nella loro corsia assegnata facendo scorrere il blocco d&#39;inversione appena sufficiente che i soggetti possono manovrare sotto l&#39;antiretro. Far scorrere il blocco d&#39;inversione indietro fino alla posizione di riposo una volta che il soggetto si trova sulla cintura tapis roulant. Non avviare la sessione fino a quando tutti i soggetti sono stati collocati nella loro corsia assegnata per quella particolare sessione. <ol><li> Durante la prima fase di acclimatazione, posizionare ciascun ratto su una delle quattro corsie del tapis roulant stazionaria (come descritto al punto 3.4) per 5-10 min / giorno per 3 giorni consecutivi. Aumentare il tempo di ogni sessione con ogni successiva day (ad esempio, 5 min al giorno 1, 7 min a giorno 2, e 10 minuti al giorno 3), come i ratti familiarizzare con l&#39;apparecchiatura e tapis roulant per ridurre il potenziale per lo stress novità all&#39;apparato tapis roulant. Importante: Non collocare ratti ovunque sul tapis roulant (ad esempio, disattivate bobine di scosse elettriche), tranne la cintura fermo in questa fase. </li></ol></li><li> Durante la seconda fase di formazione acclimatazione, posizionare ciascun ratto su una corsia del tapis roulant stazionaria di fronte al blocco d&#39;inversione. Quando tutti i soggetti sono a posto, accendere il tapis roulant a una velocità di cammino lento (ad esempio, 6 m / min). Indipendentemente dal gruppo sperimentale, formare tutti i ratti a camminare sul tapis roulant in questa fase per garantire che i potenziali effetti osservati dalle regime di esercizio forzati derivano dalla formazione esercizio e non semplicemente dalla capacità di esercitare. </li><li> Come la cinghia del tapis roulant inizia a rotolare, assicurarsi che tutti i ratti stanno camminando in avanti. Assist ratti come necessario orientando o delicatamente incitando fino a che non si stanno muovendo in avanti. Durante il periodo di formazione di acclimatazione, addestrare ratti a camminare sul tapis roulant in modo tale che essi continuamente camminare sul tapis roulant, senza assistenza da parte sperimentatore. <ol><li> Acclimatare tutti i ratti al tapis roulant aumentando gradualmente la velocità per un periodo di 5-10 min / giorno per 10 giorni consecutivi. Per facilitare ulteriormente la conformità al tapis roulant esercizio, formare i ratti a bassa velocità (6-8 m / min) per 5-10 minuti durante le prime 5 sessioni di acclimatazione, e aumentare a velocità più moderate (9-10 m / min) per 5 -10 min durante gli ultimi 5 sessioni di acclimatazione. </li><li> Assicurarsi che tutti i ratti possono mantenere una velocità di 9-10 m / min per 10 minuti dall&#39;ultima sessione del periodo di formazione di acclimatazione. </li></ol></li><li> Al termine della sessione di acclimatazione tapis roulant, rimuovere i soggetti del tapis roulant nello stesso modo utilizzato per caricare soggetti come descritto al punto 3.4. Riportare immediatamente soggetti alla loro gabbia a casa etrasportarli di nuovo alla colonia degli animali. </li><li> Pulire ogni singola corsia compresa la cintura pareti e tapis roulant con il 50% di etanolo dopo ogni singola sessione di allenamento tapis roulant. </li><li> Accertare le capacità di esercizio di ogni ratto attraverso le sessioni di allenamento assegnando un punteggio esercizio treadmill al termine di ogni sessione giornaliera. Assegnare un punteggio di formazione di 4 quando ratti esercitano l&#39;intera sessione di allenamento senza assistenza. Allo stesso modo, assegnare un punteggio di formazione di 3 quando i ratti hanno bisogno di assistenza minima (definita come: assistenza per meno del 25% del tempo della sessione di allenamento) dal sperimentatore. Assegnare un punteggio di formazione di 2 quando i ratti richiedono molta assistenza (definita come: assistenza per oltre il 25% del tempo della sessione di allenamento) dal sperimentatore durante la sessione di allenamento. Infine, assegnare un punteggio da 1 a formazione di ratti che sono non conformi e non riescono a completare una sessione di allenamento. NOTA: Il sistema di esercizio di punteggio è adattato, In parte, da altri studi 19. <ol><li> Escludi ratti che non possono completare la fase di acclimatazione a causa di non conformità e / o di un infortunio che impedisce di esercitare i soggetti (ad esempio, questo include i ratti che guadagnano un tapis roulant esercizio fisico punteggio di 1 per più di un giorno consecutivo di allenamento acclimatazione). </li></ol></li><li> Calcolare la media dei punteggi tapis roulant attraverso ciascun periodo di formazione (ad esempio, la formazione di acclimatazione e l&#39;esercizio fisico) per determinare le capacità di esercizio di ciascun soggetto. Assicurarsi che tutti i ratti sono in grado guadagnare un esercizio punteggio tapis roulant di 4 durante una sessione di allenamento entro la fine del periodo di acclimatazione. <ol><li> Se alcuni ratti non sono conformi alle velocità massime di esercizio mantenuti da altri nel corso di una sessione di allenamento, regolare la velocità di questi topi in modo che siano in grado di continuare l&#39;esercizio per la stessa quantità di tempo, ma a una velocità più lenta durante le sessioni di allenamento. In questo caso, addestrare ratti lenti a SEPARmangiato sessioni e aumentare la velocità come i soggetti adeguarsi alle velocità più basse. </li></ol></li><li> Per evitare il rischio di corsia pregiudizi sul tapis roulant durante l&#39;esercizio fisico tapis roulant, ruotare ogni ratto tra le corsie disponibili del tapis roulant in modo che siano di formazione in una corsia diversa ad ogni sessione di allenamento successiva. </li></ol> Formazione 4 Tapis roulant Esercizio <ol><li> Iniziate le sessioni di formazione esercizio il giorno dopo l&#39;ultima sessione di allenamento acclimatazione, e continuare ad esercitare ratti per 12 giorni consecutivi. Condurre queste sessioni durante il ciclo attivo dell&#39;animale, e 1-2 ore prima del cambiamento di ciclo luce-buio. </li><li> Seguire le stesse procedure di set-up per ogni sessione di allenamento tapis roulant usato durante l&#39;allenamento acclimatazione, come descritto ai punti 3.2 e 3.4. </li><li> All&#39;inizio di ogni sessione, accendere il tapis roulant per un warm-up velocità inferiore (8 m / min) rispetto alla velocità di formazione (9-11 m / min) che verrà mantenuta througHout il resto della sessione di allenamento. Continuare con questa velocità di riscaldamento per 5-10 minuti all&#39;inizio della sessione. Regolare la velocità di 9-11 m / min per il resto della sessione di allenamento. Treno sottopone una media di 30 minuti ciascuna sessione per l&#39;intero 12 giorni di allenamento. </li><li> Dopo ogni sessione di allenamento, assegnare un punteggio esercizio treadmill a tutti i ratti del gruppo nell&#39;esercizio che utilizzano lo stesso sistema di punteggio esercizio descritto al punto 3.9. Non assegnare un punteggio di formazione durante il periodo di formazione tapis roulant esercizio per ratti nonexercise. </li><li> Condurre l&#39;esercizio e sessioni nonexercise separatamente. Posizionare i ratti nonexercise sul tapis roulant stazionaria per la stessa durata che la loro coorte esercizio addestrato durante ogni sessione. </li><li> Come descritto al punto 3.11, ruotare ogni ratto tra le corsie disponibili del tapis roulant in modo che siano di formazione in una corsia diversa ad ogni sessione di allenamento successiva. </li><li> Al termine di una partita diesercizio fisico, riposo soggetti per 14 giorni. NOTA: Questo periodo di riposo è stato scelto sulla base dei risultati dello studio pilota descritto nelle figure 2A e 2B. </li><li> Se lo si desidera, effettuare varie valutazioni comportamentali e / o neurochimiche al termine del periodo di formazione di 12 giorni. Al contrario, continuare con i successivi cicli di allenamento successivi al periodo di riposo di 14 giorni. </li></ol>

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The authors declare no conflicts of interest.

Ci sono prove che suggeriscono che le strategie di stile di vita, come l&#39;esercizio fisico, può ridurre il rischio per le malattie croniche legate all&#39;età e dei loro sintomi cardinali, compresi quelli delle malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer e PD 20. Il vantaggio di esercizio forzata su un tapis roulant, al contrario di esercizio volontario su una ruota in esecuzione, è che il ricercatore può determinare la frequenza, la frequenza e / o intensità di esercizio, e la durata della ...

Strategie di stile di vita non invasivo che può sia prevenire o attenuare i danni di cognizione e di locomozione, sia spesso associato con l&#39;invecchiamento, stanno guadagnando trazione come pratiche sostenibili per mantenere la salute e il benessere 1,2. Ad esempio, da moderata a rigoroso esercizio su base settimanale e coerente in uomini di mezza età può aumentare in modo significativo le capacità locomotorie rispetto ai coetanei simile età con l&#39;avanzare dell&#39;età 3. Inoltre, una crescente evidenza suggerisce che queste strategie di stile di vita, come l&#39;esercizio fisico, possono mitigare o addirittura invertire i danni associati a malattie neurodegenerative come la malattia (PD) 4 di Parkinson. Sono stati diretti anche gli sforzi per comprendere i meccanismi molecolari dei disturbi legati all&#39;invecchiamento verso l&#39;identificazione come le strategie non invasive, come esercizio, invertire o attenuare i meccanismi che contribuiscono a tali disturbi. Esercizio Treadmill è uno di questi strattegia sempre più utilizzato nei modelli di PD 5-7 e deterioramento cognitivo 1, in cui sono ancora in fase di determinati meccanismi che stanno dietro il miglioramento motorio o la funzione cognitiva. Tuttavia, è importante sottolineare che l&#39;invecchiamento è lo sfondo neurobiologico del PD. Così, per qualsiasi traduzione potenziale di alcun beneficio esercizio in un modello animale da realizzare nella condizione umana deve prendere in considerazione lo sfondo neurobiologico di invecchiamento. Ad esempio, meccanismi di compensazione che allontanare la compromissione motoria durante la progressione del PD rischiano di essere alterati dal processo di invecchiamento 8. Quindi, è ovvio che i paradigmi di esercizio devono essere sviluppati, che non solo prendere in considerazione l&#39;impatto dell&#39;invecchiamento della popolazione sia la presenza o assenza di patologia malattia, ma che potrebbe anche essere iniziato e continuato nei roditori di età. Pertanto, in considerazione dell&#39;invecchiamento sullo sfondo neurobiologico, la selezione del ceppo di rattodovrebbe essere pensieroso considerate dal ricercatore. Diversi ceppi di ratto sono disponibili per gli studi di invecchiamento, in particolare la Fischer 344 e il Brown-Norvegia / Fischer 344 F 1 (BNF) ibrido. Il ratto Sprague Dawley di uso comune (un ceppo outbred) è anche suscettibile a tale uso, come è comunemente utilizzato in modelli di malattie neurodegenerative, come il modello PD-6 idrossidopamina. Il nostro laboratorio utilizza ceppi sia il Sprague Dawley e la BNF di invecchiamento e lavoro malattia neurodegenerativa. In questo rapporto, presenteremo i risultati che evidenziano i nostri protocolli di esercizio utilizzando entrambi i ceppi. Per gli inquirenti strettamente concentrandosi sugli studi legati all&#39;età, il ceppo BNF offre alcuni importanti vantaggi. In primo luogo, è comparativamente meno vulnerabile ai disturbi legati all&#39;invecchiamento (come i tumori) e ha una longevità eccezionale (durata tipica supera i 30 mesi), rispetto ad altri ceppi. Essi hanno anche una minore variabilità in una varietà di esiti fisiologici e comportamentali 9 e delled sono adatti per indagare approcci che intervengono con il processo di invecchiamento anche. Inoltre, esperimenti come l&#39;esercizio fisico forzato richiedono una notevole maneggevolezza dallo sperimentatore, e la sua guida soavemente del ceppo BNF è vantaggioso. Invecchiamento relativi cambiamenti nel tenore di tessuto di dopamina striatale e mesencefalo, così come locomotori cambi di attività sono simili nei ratti BNF e primati 10-11. Il nostro laboratorio ha anche una vasta esperienza con la caratterizzazione e manipolazione striatale e la segnalazione della dopamina mesencefalo così come l&#39;attività locomotoria nel ceppo BNF 12-16. Pertanto, perché il rischio di altre malattie a base neurobiologica aumenta con l&#39;invecchiamento, modelli animali di malattie neurodegenerative dovrebbero prendere in considerazione l&#39;uso di ceppi di roditori con un ampio track record di utilizzo in studi di invecchiamento. Il nostro protocollo nel presente documento affronta anche alcune criticità che il ricercatore deve considerare nell&#39;interpretazione dei loro risultati richiederlod da un protocollo di esercizio. L&#39;apparato roditore tapis roulant (il cui uso si metterà in evidenza in questo rapporto), è in genere dotato di bobine di scossa elettrica sul retro di ogni corsia della pedana mobile che può essere disattivato. Tuttavia, quando queste bobine a scarica elettrica sono attivati, un piccolo footshock viene consegnato al soggetto come viene a contatto con le bobine. Questa strategia è spesso impiegato in studi di esercizio per facilitare il rispetto per tapis roulant esercizio. Questo è un punto critico per l&#39;esame, in particolare per i ricercatori coinvolti in studi comportamentali che sono influenzati dalla dopamina o noradrenalina-segnalazione. Footshock elettrica è un fattore di stress fisiologico, e il suo impatto su entrambi i sistemi di neurotrasmettitori è ben documentato, con una maggiore attivazione della tirosina idrossilasi 17-18. Pertanto, l&#39;aumento della biosintesi di entrambi neurotrasmettitore potrebbe confondere l&#39;interpretazione di qualsiasi effetto esercizio, rendendo responsabile l&#39;investigatore per interpretare se qualsiasicambiamento osservato nel comportamento dopo l&#39;attività fisica è strettamente dovuto al regime di esercizio o lo stress footshock. È importante sottolineare che il regime di esercizio forzato proposta non impiegare l&#39;uso di footshock in qualsiasi punto del acclimatazione tapis roulant o esercitare periodi di formazione. Regimi di esercizio di successo richiedono anche il massimo rispetto per esercitare da soggetti di prova. L&#39;impiego di footshock per conseguire la conformità potrebbe confondere l&#39;interpretazione dei risultati sperimentali quando la misura dipendente è legato al neurotrasmettitore segnalazione che è influenzato da footshock (come discusso in precedenza). Così, la sfida è di ottenere roditori, in particolare roditori invecchiati, a rispettare un regime di esercitazione. Un obiettivo auspicabile di qualsiasi regime di esercizio è quello di raggiungere quasi il 100% di conformità, in quanto questo ridurrà il numero di animali necessari per completare il regime di esercizio. In particolare, il massimo rispetto per esercitare e l&#39;interpretazione dei risultati di esercizio fisico può be ottenuto nel nostro regime di esercizio a seguito di varie procedure di pre-esercizio, tra cui, 1) un ciclo luce-buio inversa che consente di esercitare gli animali durante la loro scia) ciclo (attiva, 2) assicurando linee di base delle prestazioni locomotorie sono uguali prima della separazione delle gruppi di controllo e di esercizio, e 3) che introducono i soggetti di prova per un periodo di acclimatazione che li introduce gradualmente i requisiti del regime di esercizio. Qui, le considerazioni sperimentali di cui sopra e le misure necessarie per raggiungere quasi il 100% rispetto al treadmill esercizio di un roditore di età (&gt; 18 mesi di età) saranno valutati e presentati. Infine, l&#39;ambiente associati con l&#39;esercizio fisico può essere stressante, e come tale, attuale potenziale confonde determinare effetti fisiologici specifici di esercitare. Il nostro protocollo controlla anche per l&#39;esposizione all&#39;ambiente potenziale stress inducendo del tapis roulant tra cui il gruppo nonexercise in ogni aspetto della fase di acclimatazione (compresi modest tapis roulant in esecuzione) e metterli sul tapis roulant stazionaria durante l&#39;allenamento tapis roulant. Così, questo protocollo ha lo scopo di descrivere le misure necessarie per determinare l&#39;impatto fisiologico di esercizio da solo.

&#160;
<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="814">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td colspan="6" height="41" rowspan="2" style="height:41px;width:815px;">Table of Specific Materials/Equipment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Name of Material/Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td colspan="3">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;">Exer-4 Treadmill for Rats</td>
			<td>Columbus Instruments&#160;</td>
			<td>96157-2</td>
			<td colspan="3" style="width:321px;">Columbus has a variety of treadmills for animals with varying numbers of lanes, and other options such as metabolic measurements</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="59" rowspan="2" style="height:59px;width:211px;">Animal Activity Meter: Opto-Varimex 4-Auto Track&#160;</td>
			<td rowspan="2">Columbus Instruments&#160;</td>
			<td rowspan="2">0170-R4</td>
			<td colspan="3" rowspan="2" style="width:321px;">Columbus has several options for activity chambers with varying arena sizes, beam spacing, and sensors</td>
		</tr>
		<tr height="20">
		</tr>
	</tbody>
</table>

getting to compliance in forced exercise in rodents: a critical standard to evaluate exercise impact in aging-related disorders and disease

Vi è un notevole aumento nella consapevolezza dell&#39;impatto positivo di esercizio fisico per migliorare diversi stati patologici con base neurobiologica; questi includono il miglioramento della funzione cognitiva e le prestazioni fisiche. Come risultato, vi è un aumento del numero di studi su animali occupata esercizio. Si sostiene che un valore intrinseco di esercizio fisico forzato è che il ricercatore ha il controllo dei fattori che possono influenzare l&#39;impatto di esercizio sugli esiti comportamentali, in particolare esercitare frequenza, la durata e l&#39;intensità del regime di esercizio. Tuttavia, rispetto a regimi di esercizio forzato può essere un problema, soprattutto se i potenziali confonde all&#39;occupazione di piede-shock sono da evitare. E &#39;anche importante considerare che, poiché la maggior parte dei disturbi cognitivi e locomotori sciopero nei singoli anziani, determinando l&#39;impatto di esercizio su questi danni dovrebbero considerare l&#39;utilizzo di roditori età con un più alto livello possibile di conformità al fine di garantire il minimo necessario per la prova subjects. Qui, i passi pertinenti e le considerazioni necessarie per raggiungere quasi il 100% rispetto al tapis roulant esercizio di un modello di roditore età saranno presentati e discussi. Nonostante le regime di esercizio particolari di essere impiegati dallo sperimentatore, il nostro protocollo dovrebbe essere utile agli investigatori che sono particolarmente interessati al potenziale impatto di esercizio forzato legate all&#39;invecchiamento menomazioni, tra cui l&#39;invecchiamento legati Parkinson e il morbo di Parkinson.

Un diagramma della sequenza temporale degli eventi in tutte e tre le fasi del regime di esercizio forzato è mostrato in Figura 1. Oltre a invertire il ciclo luce-buio, quotidiano manipolazione prima di ogni verifica sperimentale, e la fase 1 della formazione acclimatazione, dove siedono i soggetti sul tapis roulant fermo per 5-10 min / giorno per 3 giorni consecutivi, sono state attuate per aumentare la conformità al regime di esercizio forzato. Queste procedure sono state aggiunte al protocollo, al f...

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Getting to Compliance in Forced Exercise in Rodents: A Critical Standard to Evaluate Exercise Impact in Aging-related Disorders and Disease

Exercise may alleviate behavioral impairments associated with neurodegenerative diseases. Studies of the mechanisms underlying exercise-mediated effects have increased in disease models, but the neurobiological background accompanying these diseases, specifically aging, is likely not considered. Here, we illustrate measures to increase the likelihood of a successful exercise paradigm in aged rats.

Arrivare a Compliance in esercizio forzato nei roditori: A Standard critico per valutare impatto esercizio in Aging legati Disturbi e malattie

There is a major increase in the awareness of the positive impact of exercise on improving several disease states with neurobiological basis; these ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

14.1K Views.  Louisiana State University Health Sciences Center. Exercise may alleviate behavioral impairments associated with neurodegenerative diseases. Studies of the mechanisms underlying exercise-mediated effects have increased in disease models, but the neurobiological background accompanying these diseases, specifically aging, is likely not considered. Here, we illustrate measures to increase the likelihood of a successful exercise paradigm in aged rats.

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Using Chronic Social Stress to Model Postpartum Depression in Lactating Rodents

Exposure to chronic stress is a reliable predictor of depressive disorders, and social stress is a common ethologically relevant stressor in both animals and humans. However, many animal models of depression were developed in males and are not applicable or effective in studies of postpartum females. Recent studies have reported significant effects of chronic social stress during lactation, an ethologically relevant and effective stressor, on maternal behavior, growth, and behavioral neuroendocrinology. This manuscript will describe this chronic social stress paradigm using repeated exposure of a lactating dam to a novel male intruder, and the assessment of the behavioral, physiological, and neuroendocrine effects of this model. Chronic social stress (CSS) is a valuable model for studying the effects of stress on the behavior and physiology of the dam as well as her offspring and future generations. The exposure of pups to CSS can also be used as an early life stress that has long term effects on behavior, physiology, and neuroendocrinology.

This article describes the use of chronic resident intruder social stress as an ethologically relevant paradigm to model postpartum depression and anxiety in lactating rodents.

Utilizzando cronica stress sociale a modello depressione post-partum in lattazione Roditore

Exposure to chronic stress is a reliable predictor of depressive disorders, and social stress is a common ethologically relevant stressor in both animals ...

Ricerca

Comportamento

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden hand is touched. If the viewed and felt touches are given at the same time then this is sufficient to induce the compelling experience that the rubber hand is one's own hand. The RHI can be used to investigate exactly how the brain constructs distinct body representations for one's own body. Such representations are crucial for successful interactions with the external world. To obtain a subjective measure of the RHI, researchers typically ask participants to rate statements such as "I felt as if the rubber hand were my hand". Here we demonstrate how the crossmodal congruency task can be used to obtain an objective behavioral measure within this paradigm.
The variant of the crossmodal congruency task we employ involves the presentation of tactile targets and visual distractors. Targets and distractors are spatially congruent (i.e. same finger) on some trials and incongruent (i.e. different finger) on others. The difference in performance between incongruent and congruent trials - the crossmodal congruency effect (CCE) - indexes multisensory interactions. Importantly, the CCE is modulated both by viewing a hand as well as the synchrony of viewed and felt touch which are both crucial factors for the RHI.
The use of the crossmodal congruency task within the RHI paradigm has several advantages. It is a simple behavioral measure which can be repeated many times and which can be obtained during the illusion while participants view the artificial hand. Furthermore, this measure is not susceptible to observer and experimenter biases. The combination of the RHI paradigm with the crossmodal congruency task allows in particular for the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the RHI.

We demonstrate how an objective measure can be employed in the widely employed rubber hand illusion paradigm. This measure is obtained by modifying the well-established crossmodal congruency task. This task allows the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the rubber hand illusion.

La Task Congruenza crossmodali come un mezzo per ottenere una misura comportamentale Obiettivo della mano di gomma Illusion Paradigma

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during abstinence. Moreover, various environmental challenges can exacerbate this effect, as well as increase ongoing drug intake.
The procedure we describe here highlights the impact of a common environmental challenge, food restriction, on drug craving that is expressed as an augmentation of drug seeking in abstinent rats.
Rats are implanted with chronic intravenous i.v. catheters, and then trained to press a lever for i.v. heroin over a period of 10-12 days. Following the heroin self-administration phase the rats are removed from the operant conditioning chambers and housed in the animal care facility for a period of at least 14 days. While one group is maintained under unrestricted access to food (sated group), a second group (FDR group) is exposed to a mild food restriction regimen that results in their body weights maintained at 90% of their nonrestricted body weight. On day 14 of food restriction the rats are transferred back to the drug-training environment, and a drug-seeking test is run under extinction conditions (i.e.&#160;lever presses do not result in heroin delivery).
The procedure presented here results in a highly robust augmentation of heroin seeking on test day in the food restricted rats. In addition, compared to the acute food deprivation manipulations we have used before, the current procedure is a more clinically relevant model for the impact of caloric restriction on drug seeking. Moreover, it might be closer to the human condition as the rats are not required to go through an extinction-training phase before the drug-seeking test, which is an integral component of the popular reinstatement procedure.

A procedure that allows a demonstration of robust augmentation of drug seeking in food-restricted rats is described. Following heroin self-administration training, rats go through an abstinence period, in a drug-free environment, during which they are mildly food restricted. Drug seeking is then tested in the drug-associated environment.

Una procedura per studiare l&#39;effetto della prolungata restrizione alimentare sulla Cerco eroina nei ratti in astinenza

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during ...

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here with the goal of uncovering rhythm disorders, such as beat deafness. Beat deafness is characterized by poor performance in perceiving durations in auditory rhythmic patterns or poor synchronization of movement with auditory rhythms (e.g., with musical beats). These tasks include the synchronization of finger tapping to the beat of simple and complex auditory stimuli and the detection of rhythmic irregularities (anisochrony detection task) embedded in the same stimuli. These tests, which are easy to administer, include an assessment of both perceptual and sensorimotor timing abilities under different conditions (e.g., beat rates and types of auditory material) and are based on the same auditory stimuli, ranging from a simple metronome to a complex musical excerpt. The analysis of synchronized tapping data is performed with circular statistics, which provide reliable measures of synchronization accuracy (e.g., the difference between the timing of the taps and the timing of the pacing stimuli) and consistency. Circular statistics on tapping data are particularly well-suited for detecting individual differences in the general population. Synchronized tapping and anisochrony detection are sensitive measures for identifying profiles of rhythm disorders and have been used with success to uncover cases of poor synchronization with spared perceptual timing. This systematic assessment of perceptual and sensorimotor timing can be extended to populations of patients with brain damage, neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson&#8217;s disease), and developmental disorders (e.g., Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Behavioral tasks that allow for the assessment of perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) are presented. Synchronization of finger tapping to the beat of an auditory stimuli and detecting rhythmic irregularities provides a means of uncovering rhythm disorders.

Scoprire beat Sordità: Disturbi Rilevamento ritmo sincronizzato Finger Tapping e Attività Timing percettive

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Assessment of Murine Exercise Endurance Without the Use of a Shock Grid: An Alternative to Forced Exercise

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most common method for assessing exercise endurance in mice utilizes forced running on a motorized treadmill equipped with a shock grid. Animals who quit running are pushed by the moving treadmill belt onto a grid that delivers an electric foot shock; to escape the negative stimulus, the mice return to running on the belt. However, avoidance behavior and psychological stress due to use of a shock apparatus can interfere with quantitation of running endurance, as well as confound measurements of postexercise serum hormone and cytokine levels. Here, we demonstrate and validate a refined method to measure running endurance in na&#239;ve C57BL/6 laboratory mice on a motorized treadmill without utilizing a shock grid. When mice are preacclimated to the treadmill, they run voluntarily with gait speeds specific to each mouse. Use of the shock grid is replaced by gentle encouragement by a human operator using a tongue depressor, coupled with sensitivity to the voluntary willingness to run on the part of the mouse. Clear endpoints for quantifying running time-to-exhaustion for each mouse are defined and reflected in behavioral signs of exhaustion such as splayed posture and labored breathing. This method is a humane refinement which also decreases the confounding effects of stress on experimental parameters.

A method to assess exercise endurance in laboratory mice without the use of a shock grid is demonstrated. This method is a humane refinement that can decrease the confounding effects of stress on experimental parameters.

Valutazione della murini esercizio di resistenza senza l&#39;uso di una griglia Shock: Un&#39;alternativa alla Esercizio forzato

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most ...

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate drug-seeking behavior and prompt relapse in abstinent drug users. We have developed a procedure to study the behavioral and neural processes that mediate the impact of context on alcohol-seeking behavior in rats. Following acclimation to the taste and pharmacological effects of 15% ethanol in the home cage, male Long-Evans rats receive Pavlovian discrimination training (PDT) in conditioning chambers. In each daily (Mon-Fri) PDT session, 16 trials each of two different 10 sec auditory conditioned stimuli occur. During one stimulus, the CS+, 0.2 ml of 15% ethanol is delivered into a fluid port for oral consumption. The second stimulus, the CS-, is not paired with ethanol. Across sessions, entries into the fluid port during the CS+ increase, whereas entries during the CS- stabilize at a lower level, indicating that a predictive association between the CS+ and ethanol is acquired. During PDT each chamber is equipped with a specific configuration of visual, olfactory and tactile contextual stimuli. Following PDT, extinction training is conducted in the same chamber that is now equipped with a different configuration of contextual stimuli. The CS+ and CS- are presented as before, but ethanol is withheld, which causes a gradual decline in port entries during the CS+. At test, rats are placed back into the PDT context and presented with the CS+ and CS- as before, but without ethanol. This manipulation triggers a robust and selective increase in the number of port entries made during the alcohol predictive CS+, with no change in responding during the CS-. This effect, referred to as context-induced renewal, illustrates the powerful capacity of contexts associated with alcohol consumption to stimulate alcohol-seeking behavior in response to Pavlovian alcohol cues.

A procedure to study the capacity of an alcohol associated environmental context to trigger the renewal of alcohol-seeking behavior in rats is described.

Una Procedura di osservare Context-indotta Rinnovo pavloviano condizionata alcol-seeking comportamento in Rats

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

Ultrasound Images of the Tongue: A Tutorial for Assessment and Remediation of Speech Sound Errors

Diagnostic ultrasound imaging has been a common tool in medical practice for several decades. It provides a safe and effective method for imaging structures internal to the body. There has been a recent increase in the use of ultrasound technology to visualize the shape and movements of the tongue during speech, both in typical speakers and in clinical populations. Ultrasound imaging of speech has greatly expanded our understanding of how sounds articulated with the tongue (lingual sounds) are produced. Such information can be particularly valuable for speech-language pathologists. Among other advantages, ultrasound images can be used during speech therapy to provide (1) illustrative models of typical (i.e.&#160;&#34;correct&#34;) tongue configurations for speech sounds, and (2) a source of insight into the articulatory nature of deviant productions. The images can also be used as an additional source of feedback for clinical populations learning to distinguish their better productions from their incorrect productions, en route to establishing more effective articulatory habits.
Ultrasound feedback is increasingly used by scientists and clinicians as both the expertise of the users increases and as the expense of the equipment declines. In this tutorial, procedures are presented for collecting ultrasound images of the tongue in a clinical context. We illustrate these procedures in an extended example featuring one common error sound, American English /r/. Images of correct and distorted /r/ are used to demonstrate (1) how to interpret ultrasound images, (2) how to assess tongue shape during production of speech sounds, (3), how to categorize tongue shape errors, and (4), how to provide visual feedback to elicit a more appropriate and functional tongue shape. We present a sample protocol for using real-time ultrasound images of the tongue for visual feedback to remediate speech sound errors. Additionally, example data are shown to illustrate outcomes with the procedure.

Ultrasound imaging can be used to display the shape and movements of the tongue in real time during speech. The images can be used to determine the nature of speech sound errors. Visual feedback of the tongue can be used to facilitate improvements in speech sound production in clinical populations.

Ultrasuoni Immagini della lingua: un tutorial per la valutazione e la bonifica degli errori Discorso del suono

Diagnostic ultrasound imaging has been a common tool in medical practice for several decades. It provides a safe and effective method for imaging ...

Supramaximal Intensity Hypoxic Exercise and Vascular Function Assessment in Mice

Exercise training is an important strategy for maintaining health and preventing many chronic diseases. It is the first line of treatment recommended by international guidelines for patients suffering from cardiovascular diseases, more specifically, lower extremity artery diseases, where the patients' walking capacity is considerably altered, affecting their quality of life. 
Traditionally, both low continuous exercise and interval training have been used. Recently, supramaximal training has also been shown to improve athletes' performances via vascular adaptations, amongst other mechanisms. The combination of this type of training with hypoxia could bring an additional and/or synergic effect, which could be of interest for certain pathologies. Here, we describe how to perform supramaximal intensity training sessions in hypoxia on healthy mice at 150% of their maximal speed, using a motorized treadmill and a hypoxic box. We also show how to dissect the mouse in order to retrieve organs of interest, particularly the pulmonary artery, the abdominal aorta, and the iliac artery. Finally, we show how to perform ex vivo vascular function assessment on the retrieved vessels, using isometric tension studies.

High-intensity training in hypoxia is a protocol that has been proven to induce vascular adaptations potentially beneficial in some patients and to improve athletes&#39; repeated sprint ability. Here, we test the feasibility of training mice using that protocol and identify those vascular adaptations using ex vivo vascular function assessment.

Sopramassimale intensità di esercizio Hypoxic e valutazione di funzione vascolare in topi

Exercise training is an important strategy for maintaining health and preventing many chronic diseases. It is the first line of treatment recommended by ...

Home-Based Prescribed Pulmonary Exercise in Patients with Stable Chronic Obstructive Pulmonary Disease

As a systemic disease, chronic obstructive pulmonary disease (COPD) affects the respiratory system, inducing restless and exercise dyspnea. It also impacts exercise capacity and forms a vicious circle in which it further aggravates the condition of patients and accelerates disease progression. As a functional holistic exercise, traditional Chinese exercises (TCE) play an important role in the rehabilitation of COPD on the basis of adjusting the breath and performing coordinated movements. This study investigates the effects of prescribed pulmonary exercises (which are modified from TCE) on exercise capacity of upper and lower limbs, endurance exercise capacity, and quality of life in stable COPD patients. The goal is to determine the accessibility of these prescribed exercises in COPD rehabilitation. Participants are randomly divided into a non-exercise control group (CG) or prescribed pulmonary exercise group (PG) at a ratio of 1: 1. The PG receives intervention for 60 min twice per day, 7 days a week, for a total of 3 months. The intensity is measured using the Borg category-ratio 10 scale and with a heart-rate monitor. Then, an exercise capacity test and quality of life questionnaire are scheduled at 1 week before and after the formal intervention. After 3 months of intervention, the 30 s arm curl test, 30 s sit-to-stand test, 6 min walking test, and quality of life show significant improvement in COPD patients (p &#60; 0.05). These findings indicate that prescribed pulmonary exercises can be applied as alternative, convenient, and effective home- and community-based exercises for stable COPD patients.

Presented here is a protocol to investigate the effects of home-based prescribed pulmonary exercise in stable chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients, which is modified based on traditional Chinese exercises according to dyspnea and limited exercise capacity observed in COPD patients.

Esercizio polmonare prescritto a casa in pazienti con malattia polmonare cronica stabile

As a systemic disease, chronic obstructive pulmonary disease (COPD) affects the respiratory system, inducing restless and exercise dyspnea. It also ...

Impact of High-intensity Interval Exercise and Moderate-Intensity Continuous Exercise on the Cardiac Troponin T Level at an Early Stage of Training

An elevation in cardiac troponin T (cTnT), as a highly specific biomarker of cardiomyocyte damage, after moderate-intensity continuous exercise (MCE) has been described. The exercise-induced cTnT response distorts the diagnostic role of the cTnT assay. Although high-intensity interval exercise (HIE) is growing in popularity and concerns remain about its safety, available data related to cTnT release after HIE is limited, which hampers the use of HIE as a health intervention. Here, we present three representative HIE protocols [traditional HIE (repeated 4 min cycling at 90% V&#775;O2max interspersed with 3 min rest, 200 kJ/session); sprint interval exercise (SIE, repeated 1 min cycling at 120% V&#775;O2max interspersed with 1.5 min rest, 200 kJ/session); and repeated sprint exercise (RSE, 40 x 6 s all-out sprints interspersed with 9 s rest)] and one representative MCE protocol (continuous cycling exercise at an intensity of 60% V&#775;O2max, 200 kJ/session). Forty-seven sedentary, overweight young women were randomly assigned to one of four groups (HIE, SIE, RSE, and MCE). Six bouts of respective exercise were performed by every single group, with each being 48 h apart. Meanwhile, for four groups, the duration of the entire testing period was identical, being 10 days. Before and after the first and final exercise bouts, an assessment was conducted of cTnT. The current study provides a frame of reference giving a clear picture of how a specific exercise session affects the circulating cTnT concentration at the early stage of training. The information may assist with clinical interpretations of post-exercise cTnT elevation and guide the prescription of exercise, especially for HIE.

Here, we present protocols of high-intensity interval and moderate-intensity continuous exercise to observe the response of circulating cardiac troponin T (cTnT) concentration to acute exercise over 10 days. The information may assist with clinical interpretations of post-exercise cTnT elevation and guide the prescription of exercise.

Impatto dell'esercizio a intervalli ad alta intensità e dell'esercizio continuo a intensità moderata sul livello T della Troponina Cardiaca in una fase iniziale dell'allenamento

An elevation in cardiac troponin T (cTnT), as a highly specific biomarker of cardiomyocyte damage, after moderate-intensity continuous exercise (MCE) has ...