We would like to dedicate this work to the memory of late Dr. William T. Greenough, a great mentor, a colleague and a friend. This work was supported by NIH/NIAAA grant number AA009838 and NIH/NIGMS COBRE: The Delaware Center for Neuroscience research grant 1P20GM103653 to AYK. We are grateful to the former and current members of Klintsova lab.

윤리 정책 : 다음 프로토콜은 델라웨어 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인되었다. 1. 발달 노출 (또는 진탕 같은 에탄올 노출의 모델) <ol><li> PD3에서 각 동물의 성별을 결정하고 쓰레기 크기 (8 동물) 및 성별 분포 (4 남성 : 4 여성) 유지하기 위해 필요한 경우 모든 동물을 교차 육성 각각의 쓰레기 내에서 일관성을. 참고 : 그것은 실험 교란을 방지하기 위해 가능한 한 일관성있는 쓰레기 크기와 성별 분포를 유지하는 것이 중요합니다. 이 프로토콜은 쓰레기 당 8 새끼 (4 남성과 4 명의 여성)를 사용하지만, 다른 쓰레기의 크기 나 성별 분포는 실험 설계의 요구에 맞출 수있다. </li><li> 피하 각 쓰레기 내에 동물을 식별하는 발에 검은 인도 소량의 잉크를 주입. </li><li> 의사가-무작위로 50 %의 알코올 노출 AE () 50 % 가짜 삽관 제어를 포함하는 등의 실험 새끼를 (지정 (SI) 강아지들) 또는 빨고 제어 (SC) (PD 4에서 모든 삽관, 꼬리 자르기, 또는 분리 프로토콜을받지 않는 동물 - 일) 무게 및 귀 펀치를 제외하고 9. <ol><li> 일관성 그룹 크기를 유지하려면, SC의 새끼 두 배 많은 실험 새끼를 할당합니다. </li></ol></li><li> 다음 홈 케이지에 반환 각 동물의 무게. 동물은 삽관 기간 (- 9 PD 4) 동안 매일 발생합니다 무게. <ol><li> 댐에서 전체 쓰레기를 제거합니다. </li><li> 가열 패드에 새끼를 놓습니다. </li><li> 각 강아지의 중량을 기록한다. </li></ol></li><li> PD4에서, 각각의 동물을 중량 측정 후, 각 동물 당 5.25 g / kg / 일의 총 필요한 알콜 양을 계산한다 (단계 1.4에서 강아지 중량 기준) 8. <ol><li> 11.9 % 에탄올에 우유 대체 (부피 / 부피)로 알코올을 관리 할 수 ​​있습니다. </li></ol></li><li> 오전 9시에 시작, 한 번에 어머니로부터 한 쓰레기의 새끼를 제거합니다. </li><li> 각 AE 강아지에 에탄올에 우유를 관리 <s클래스 = &quot;외부 참조&quot;&gt; (34)입니다. </li><li> 각 SI 강아지 8 가짜 삽관. </li><li> 반복 1.5 단계를 반복합니다. 1.8을 통해. 각 실험 쓰레기합니다. </li><li> 제 도즈 다음 두 시간 동안은 제 2 알코올 투여 용 투여 절차 (180 내지 150 단계) 반복한다. </li><li> 1.5 시간 초 알코올 도즈 (피크 매일 혈중 알코올 농도가 달성되는 지점) 후, 수집하고 미래 혈중 알코올 농도 분석 35 패스 꼬리 통해 AE 및 SI 새끼로부터 원심 피. <ol><li> 혈액의 60 μL를 수집합니다. </li><li> 1 ML의 microcentrifuge 관에서 혈액을 놓습니다. 25 분 1.5 XG에 원심 분리기 혈액입니다. </li><li> 조심스럽게 원심 분리 튜브로부터의 상징액 혈청을 수집하고 미래 혈중 알코올 농도 분석을 위해 저장한다. </li></ol></li><li> AE의 간호 무능력에서 영양 결핍을 방지하기 위해 에탄올에 우유 대신 우유를 사용하여 투약 절차 (1.8 단계 1.5) 반복새끼. <ol><li> PD 사에 2 시간 간격이 보충 우유 용량의 총을 수행합니다. </li></ol></li><li> 9 - 반복 PD 5 1.4 (단계 1.11 제외) 1.12을 통해 단계를 반복합니다. </li><li> PD9에 대한 최종 보충 우유 량에 따라, 귀는 EC 케이지의 식별을 위해 모든 새끼 펀치. <ol><li> 쓰레기 번호 또는 식별자의 일부 측정 값 천공 귀 좌표 (짝수 새끼에서 동물 권리 귀 펀치 얻을 것 동안 예를 들면, 집단 내에서 홀수 새끼가 자신의 왼쪽 귀를 얻을 것입니다 것은 천공). 이렇게하면, 다른 담가 여러 동물 동일한 pawmark 패턴을 가져야 EC 장에 동물을 식별 할 것이다. </li></ol></li></ol> 2. 이유 용 <ol><li> PD (23)에, 집 2의 새장에있는 모든 동물 - 3. <ol><li> 같은 케이지에 보관 모든 동물이 동성인지 확인합니다. </li><li> 하나 SC, 하나의 SI 및 케이지 당 하나의 AE 동물 수를 포함합니다. </li><li> 케이지 동료의 수 일 최소화에서 같은 쓰레기에서 있습니다. </li><li> 모든 동물은 음식과 물에 액세스 할 수 있는지 확인합니다. </li></ol></li></ol> 3. 휠 실행 <ol><li> PD30에서 WR에 동물 케이지의 절반을 할당합니다. 하우스 부착 된 스테인레스 스틸 실행 휠에 무료로 액세스 할 수있는 새장에 동물. <ol><li> 바퀴 회전 수를 평가하는 카운터가 있는지 확인합니다. </li></ol></li><li> PD (30)와 PD (36)에 모든 동물의 무게를. </li><li> 오전 9시 매일 각 바퀴의 회전 수를 확인합니다. </li><li> 12 일 기준 해당 주택 상태에서 동물을 둡니다. </li></ol> 4. 환경 복잡성 <ol><li> 실험 동물에 대한 PD (42)에 해당하는 일 오전 9 전에 EC 케이지를 준비합니다. <ol><li> 30 &quot;X 18&quot;X 36 &quot;아연 도금 강판 케이지를 가져옵니다. 주 : 케이지는, 복수의 수치가 여러 쥐의 무게를 지탱할 수 있어야 표준 채워질침구, 물 병 및 식품 디스펜서를 연결하는 여러 위치에 있습니다. </li><li> 소설, 케이지의 변수 크기와 모양의 화려한 개체를 배치합니다. <ol><li> EC의 케이지 6 큰 장난감을 놓습니다. 각 장난감 동시에 상호 작용하는 3 인 이상 쥐 충분히 큰 있는지 확인하십시오. </li><li> EC의 케이지 6 매체 장난감을 놓습니다. 4 쥐가 동시에와 상호 작용 - 3 각 장난감이 충분한 크기를 확인합니다. </li><li> EC의 케이지에 작은 장난감을 많이 (최소 20)를 배치합니다. </li><li> (설명 참조) 참신이 개입에 중요하다 등 다양한 색상, 모양, 크기의 장난감을 사용합니다. </li></ol></li><li> 케이지의 양단에서 음식이 요리를 놓습니다. </li><li> 케이지의 양단에 물 두 병을 놓습니다. </li></ol></li><li> PD (42)에 오전 9시, 모든 동물의 무게와 EC 케이지에 WR 동물 위치를 변경합니다. (12) 동물 - 각 EC 케이지 (9)를 포함해야합니다. <ol><li> 어떤 동물이 같은 pawmark과 귀 말장난 모두가 없는지 확인채널 패턴입니다. </li></ol></li><li> 모든 음식과 물을 매일 확인합니다. </li><li> 이틀는 EC 케이지에서 장난감을 제거하고 교체 (단계 4.1.2에 따라.). </li><li> 3 일의 EC 케이지를 청소합니다. <ol><li> EC의 케이지에서 동물을 제거하고 2의 임시 보유 케이지에 넣어 - 3 동물. </li><li> 케이지의 바닥에서 침구를 모두 제거합니다. </li><li> 이 날은 장난감 교체 일정과 일치하지 않는 케이지에 같은 장난감을 돌려줍니다 (4.4 단계에 따라.). </li><li> 음식과 물을 모두 교체합니다. </li><li> EC의 케이지에 쥐를 교체합니다. </li></ol></li></ol> 5. 수집 조직 주 : 조직 수집 (예를 들어, 파라 포름 알데히드 관류) 및 저장 (예를 들어, 동결 파라핀 매립)은 다양한 방법으로 수행 될 수있다. 다음 0.1 M 인산 완충 식염수 (PBS에서 4 % 파라 포름 알데히드에서 4 % 파라 포름 알데히드 관류하는 과정을 설명 할 것이다) 용액 (8). 주의 : 파라 포름 알데히드는 발암 성이며, 또한 피부 자극, 알레르기 성 피부 반응, 또는 눈에 손상을 일으킬 수 있습니다. 적절한 눈 / 피부 보호를 사용합니다. <ol><li> 가볍게 동물을 이소 플루 란 마취 한 번에 하나의 쥐를 노출. </li><li> 복강 내 케타민 / 자일 라진 혼합물 (케타민 10 ㎖의 혼합 용액 1.5의 자일 라진)을 2 ㎖ / kg으로 래트를 주입. 참고 : 케타민과 자일 라진 사출 혼합물에 대한 결합하기 전에 100 ㎎ / ㎖의 재고 농도에서 모두 있습니다. </li><li> (하여 pH = 7.2 PBS) PBS로 4 % 파라 포름 알데히드 하였다 (PH = 7.2) 쥐가 더 이상 응답되면 0.1 M 인산염 완충 식염수 동물 관류 없다. </li><li> 48 시간 동안 4 ° C에서 PBS에서 4 % 파라 포름 알데히드의 두뇌와 저장소를 제거합니다. </li><li> 이일 후, 30 % 수크로오스 용액을 이송 4 ℃에서 PBS 중의 4 % 파라 포름 알데히드에 첨가 하였다. </li></ol>

The authors have nothing to disclose.

위의 프로토콜에서, 우리는 신생아 알코올 노출 다음과 신경 해부학 적자를 구출하는 편법 개입을 보여 주었다. 이 개입 인한 간섭의 각 성분의 견고성 다른 동물 모델에서 치료 적으로 사용될 수있다. WR의 형태로 자발 심혈관 활성은 여러 행동 결과 38,39 이점 및 ((40)에 검토) 해마 같은 뇌 영역에 기능성 플라스틱 변형을 유도하는 것?...

다른 환경에서 사육하는 것은 긴 신경 건강의 다양한 방법의 변화를 일으키는 것으로 알려져있다. 많은 연구는, 예를 들어 다이아몬드와 Rosenzweig (에 의해 획기적인 연구를 시작하여 복잡한 환경에서 양육의 유익한 효과 (EC)를 보면 1, 2)과 Greenough (예를 들어, 3, 4). EC 뇌 5, 6, 7 및 시냅스 세포 변화에 명백한 긍정적 인 효과를 입증하고있다. EC뿐만 아니라 해마 8, 9, 시각 피질 10, 11, 복부 선조체 (12, 13)을 포함한 뇌 영역의 다양성에 영향을 미칠 수있다뇌 전체 신경 면역 기능으로 (14에서 검토). 이 EC 수지상 소성 구 (13)를 통해 치아 이랑 성인 태생 과립 세포의 생존율을 증가시킬 수 있음을 입증 할 때 특히 관심은 해마의 연구로부터 발전되었다. 이 마지막 점으로 인해 심장 혈관 운동이 모두 건강하고 손상된 뇌 15, 16, 17, 18 성인 신경을 촉진 나타내는 문학의 성장 몸에 많은 관심을 모아왔다. 휠 실행 (WR)은 신경 학적 장애 또는 17, 19, 20 노화의 쥐 모델에서 도움이 될 것으로 나타났다 자발적인 심장 혈관 활동의 형태를 구현하기 쉽습니다. WR은 성장 인자의 발현에 영향을 미친다<html> 중추 및 말초 신경계 21, 22, 이십삼인치 는 &quot;superintervention&quot;(WR-EC)에 (이후) WR 및 EC 결합 (즉, EC 30 일까지 다음 WR 12 일)는 해마 성인 신경의 강력한 증가와 새로 증식 된 세포 (8)의 증가 생존의 제공 FASD의 동물 모델에 개별 구성 요소에 의해 달성되지 않은 효과 (아래 참조). WR-EC의 두 성분은 뇌 (13) 내의 구조물의 다양한 배열을 영향 때문에 간섭의 구현은 용이 신경계 모두의 발달과 나중에 개시 모델 쥐 모델에 적용 할 수있다 (22 평가 WR, EC (24)에서 검토) 손상 (예를 들어, 신생아 알코올 노출, 노화, 생애 초기 스트레스). NT &quot;&gt; 사춘기 초기 성인 기간 (즉, 출생 후의 일 30-72가)에서 WR-EC의 통합 태아 알코올 스펙트럼 장애의 쥐 모델 (FASDs)의 부정적인 영향의 일부를 개선 할 수 8 연구 한의 컬렉션입니다. 증명 그러한 수지상 복잡성 (25), 소뇌 개발 26, 27, 신경 면역 응답 (28)뿐만 아니라 장애 학습과 기억 (29), (30)의 발현, 31 신경 해부학 적 조치 9 디스플레이 상당한 적자를 통해 출생 후 일 (PD)에서 알코올 4에 노출 된 설치류 일부 구조가 더 이상 시그 볼 수없는 상태.이 시간 창 내에서 알코올 노출도 감소 된 양 (즉, 9 PD 7) 청소년 및 성인 쥐 (32)에서 학습과 기억에 적자로 이어질 수으로 유의 신경 해부학 적 손상 27. 해마에 의존하는 작업에 행동 장애 이외에 - - 이러한 적자의 대부분은이 WR-EC 패러다임 8, 33 또는 혼자 WR (25), (31)에 노출 된 다음과 같은 완화되었습니다. 단독 WR이 널리 사용 개입 하였지만, WR-EC의 조합은 아직 WR (8)의 비교적 단기 이득을 유지하는 능력에도 불구하고, 문헌에 활용되지 않았다. 이 문서는 사춘기 동안 WR-EC 개입의 구현에 대해 설명합니다. 이 패러다임은 출생 초기 알코올 노출의 맥락에서 사용되지만, 이는 뇌 장애 모델에서 뇌 신경 가소성 대한 잠재력을 평가하기 위해 여러 가지 설치류 모델에 도입 될 수있다.

<table><tbody><tr><td>Female Time-pregnant Long Evans Rats</td><td>Envigo (Formerly: Harlan, Inc.)</td><td></td><td>Average litter size is 8 - 10 pups</td></tr><tr><td>Black India Ink</td><td>Higgins (Chartpak, Inc.)</td><td>44201</td><td></td></tr><tr><td>Syringes and Injection Needles</td><td>Becton, Dickinson and Company (BD)</td><td>Assorted</td><td>For injection of pawmarking ink, administration of milk-alcohol solution</td></tr><tr><td>Ear Punch</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>INS750076</td><td></td></tr><tr><td>Running Wheels</td><td>Wahmann Labs</td><td></td><td>Wahmann Running Wheel is discontinued. One per cage.</td></tr><tr><td>EC Cage</td><td>Martin&#039;s Cages, Inc.</td><td>R-695</td><td></td></tr><tr><td>Small EC Toys</td><td>Assorted</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Medium EC Toys</td><td>Assorted</td><td></td><td>Should be able to fit 1 - 2 rats inside of/on top of object</td></tr><tr><td>Large EC Toys</td><td>Assorted</td><td></td><td>Should be able to fit 3 or more rats inside of/on top of object</td></tr></tbody></table>

wheel running and environmental complexity as a therapeutic intervention in an animal model of fasd

(광범위 동물 연구에서 사용 된 예를 들면, 휠 실행 (WR)) 유산소 운동 등 성인 신경, 혈관 신생 및 설치류에 신경 영양 인자의 발현 속도와 같은 뇌의 neuroplastic 가능성에 긍정적 인 영향을 많은 조치. 이 개입은 설치류에서 기형 (알코올 즉, 발달 노출) 및 연령과 관련된 신경 퇴행의 부정적 영향의 행동 및 신경 해부학 적 측면을 완화하는 것으로 나타났다. 환경의 복잡성 (EC)은 피질과 피질 하 구조에 수많은 neuroplastic 이익을 생성하는 것으로 나타났다 및 성인 해마의 증식 및 새로운 세포의 생존을 증가시키는 차륜 주행과 결합 될 수있다. 두 개입의 조합은 신경 질환의 설치류 모델의 범위에서 구현 될 수있는 강력한 &quot;superintervention&quot;(WR-EC)를 제공한다. 우리는 WR / EC의 구현과에서 그 구성에 대해 설명합니다인간 태아 알콜에 노출되는 동물 모델을 사용하여 래트에서 더 강력한 치료 개입로서 사용 terventions. 우리는 또한 절차의 요소가 개입을 위해 절대적으로 필요하고 어떤 사람은 실험자의 질문이나 시설에 따라 변경 될 수있는 설명합니다.

WR 및 EC - - 수퍼 간섭의 효과를 평가하기 위해, 우리는 그 구성 요소들 각각의 효과를 살펴보아야 관심 우리의 방법에. 3 (아래)를 통해 1이이 패러다임 (8)을 이용하여 이전 책에서 등장 인물. 그림 4는 박사 학위 논문 (36)에 출연했다. 이러한 데이터는 치아 이랑에서 해마 성인 신경에서 ...

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Wheel Running and Environmental Complexity as a Therapeutic Intervention in an Animal Model of FASD

심장 혈관 운동과 복잡한 환경에서 자극의 경험은 쥐의 뇌에서 신경 가소성의 여러 조치에 긍정적 인 효과를 가지고있다. 이 문서에서는 휠 실행 환경의 복잡성을 결합하여 이러한 개입의 한계를 해결할 것 &quot;superintervention&quot;이러한 개입의 구현에 대해 설명합니다.

FASD의 동물 모델에서 치료 개입으로 휠 실행 환경의 복잡성

Aerobic exercise (e.g., wheel running (WR) extensively used in animal research) positively impacts many measures of neuroplastic potential in the brain, ...

wheel-running-environmental-complexity-as-therapeutic-intervention-an

Research

JoVE Journal

Behavior

6.7K 조회수.  University of Delaware.  심장 혈관 운동과 복잡한 환경에서 자극의 경험은 쥐의 뇌에서 신경 가소성의 여러 조치에 긍정적 인 효과를 가지고있다. 이 문서에서는 휠 실행 환경의 복잡성을 결합하여 이러한 개입의 한계를 해결할 것 "superintervention"이러한 개입의 구현에 대해 설명합니다. 

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Using the Activity-based Anorexia Rodent Model to Study the Neurobiological Basis of Anorexia Nervosa

Anorexia nervosa (AN) is a psychiatric illness characterized by excessively restricted caloric intake and abnormally high levels of physical activity. A challenging illness to treat, due to the lack of understanding of the underlying neurobiology, AN has the highest mortality rate among psychiatric illnesses. To address this need, neuroscientists are using an animal model to study how neural circuits may contribute toward vulnerability to AN and may be affected by AN. Activity-based anorexia (ABA) is a bio-behavioral phenomenon described in rodents that models the key symptoms of anorexia nervosa. When rodents with free access to voluntary exercise on a running wheel experience food restriction, they become hyperactive &#8211; running more than animals with free access to food. Here, we describe the procedures by which ABA is induced in adolescent female C57BL/6 mice. On postnatal day 36 (P36), the animal is housed with access to voluntary exercise on a running wheel. After 4 days of acclimation to the running wheel, on P40, all food is removed from the cage. For the next 3 days, food is returned to the cage (allowing animals free food access) for 2 hr daily. After the fourth day of food restriction, free access to food is returned and the running wheel is removed from the cage to allow the animals to recover. Continuous multi-day analysis of running wheel activity shows that mice become hyperactive within 24 hr following the onset of food restriction. The mice run even during the limited time during which they have access to food. Additionally, the circadian pattern of wheel running becomes disrupted by the experience of food restriction. We have been able to correlate neurobiological changes with various aspects of the animals&#8217; wheel running behavior to implicate particular brain regions and neurochemical changes with resilience and vulnerability to food-restriction induced hyperactivity.

Here we present a protocol to induce activity-based anorexia (ABA) in female adolescent mice. ABA is a condition of hyperactivity evoked by imposing food restriction on rodents with access to a running wheel. This phenomenon is being used as a model to study the underlying neurobiology of anorexia nervosa.

활동 기반 식욕 부진 설치류 모델을 사용하면 거식증의 신경 생물학적 기초 연구에

Anorexia nervosa (AN) is a psychiatric illness characterized by excessively restricted caloric intake and abnormally high levels of physical activity. A ...

연구

행동분석학

An Innovative Running Wheel-based Mechanism for Improved Rat Training Performance

This study presents an animal mobility system, equipped with a positioning running wheel (PRW), as a way to quantify the efficacy of an exercise activity for reducing the severity of the effects of the stroke&#160;in rats. This system provides more effective animal exercise training than commercially available systems such as treadmills and motorized running wheels (MRWs). In contrast to an MRW that can only achieve speeds below 20 m/min, rats are permitted to run at a stable speed of 30 m/min on a more spacious and high-density rubber running track supported by a 15 cm wide acrylic wheel with a diameter of 55 cm in this work. Using a predefined adaptive acceleration curve, the system not only reduces the operator error but also trains the rats to run persistently until a specified intensity is reached. As a way to evaluate the exercise effectiveness, real-time position of a rat is detected by four pairs of infrared sensors deployed on the running wheel. Once an adaptive acceleration curve is initiated using a microcontroller, the data obtained by the infrared sensors are automatically recorded and analyzed in a computer. For comparison purposes, 3 week training is conducted on rats using a treadmill, an MRW and a PRW. After surgically inducing middle cerebral artery occlusion (MCAo), modified neurological severity scores (mNSS) and an inclined plane test were conducted to assess the neurological damages to the rats. PRW is experimentally validated as the most effective among such animal mobility systems. Furthermore, an exercise effectiveness measure, based on rat position analysis, showed that there is a high negative correlation between the effective exercise and the infarct volume, and can be employed to quantify a rat training in any type of brain damage reduction&#160;experiments.

This study presents an innovative running wheel-based animal mobility system to quantify an effective exercise activity in rats. A rat-friendly testbed is built, using a predefined adaptive acceleration curve, and a high correlation between the effective exercise rate and the infarct volume suggests the protocol&#39;s potential for stroke prevention experiments.

개선 된 쥐 훈련 성능을위한 혁신적인 실행 휠 기반 메커니즘

This study presents an animal mobility system, equipped with a positioning running wheel (PRW), as a way to quantify the efficacy of an exercise activity ...

Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and validated for rat use. The Radial Water Tread (RWT) maze test of spatial memory (designed specifically for mice and requiring no swimming) has been shown previously to successfully distinguish between controlled cortical impact-induced TBI mice and sham controls. Here, a detailed protocol for this task is presented. The RWT maze capitalizes on the natural tendency of mice to avoid open areas in favor of hugging the sides of an apparatus (thigmotaxis). The walls of the maze are lined with nine escape holes placed above the floor of the apparatus, and mice are trained to use visual cues to locate the escape hole that leads out of the maze. The maze is filled with an inch of cold water, sufficient to motivate escape but not deep enough to require that the mouse swim. The acquisition period takes only four training days, with a test of memory retention on day five and a long-term memory test on day 12. The results reported here suggest that the RWT maze is a feasible alternative to rat-validated, swimming-based cognitive tests in the assessment of spatial memory deficits in mouse models of TBI.

Here we present a protocol for a mouse-specific test of cognition that does not require swimming. This test can be used to successfully distinguish controlled cortical impact-induced traumatic brain injury mice from sham controls.

방사형 워터 트레드 미로를 이용한 외상성 뇌 손상의 마우스 모델에서 공간 기억 장애의 평가

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and ...

Assessing Activity-based Anorexia in Mice

Rodents develop activity-based anorexia (ABA) when exposed to a restricted feeding schedule and allowed free access to a running wheel. These conditions lead to a life-threatening reduction in body weight. However, rodents exposed to only one of these conditions ultimately adapt to re-establish normal body weight. Although increased running coupled with reduction in voluntary food intake appear paradoxical under ABA conditions, ABA behavior is observed across numerous mammalian species. 
The ABA paradigm provides an animal model for anorexia nervosa (AN), an eating disorder with severe dysregulation of appetite-behavior. Subjects are singly housed with free access to a running wheel. Each day, the subject is offered food for a limited amount of time. During the course of the experiment, a subject's body weight decreases from high activity and low caloric intake. The duration of the study varies based on how long food is offered daily, the type of food offered, the strain of mouse, if drugs are being tested, and environmental factors.
A lack of effective pharmacological treatments for AN patients, their low quality of life, high cost of treatment, and their high mortality rate indicate the urgency to further research AN. We provide a basic outline for performing ABA experiments with mice, offering a method to investigate AN-like behavior in order to develop novel therapies. This protocol is optimized for use in Balb/cJ mice, but can easily be manipulated for other strains, providing great flexibility in working with different questions, especially related to genetic factors of ABA.

Mice individually housed with a running wheel while given limited access to food develop reductions in food consumption and increase activity on the running wheel. This experimental phenomenon is called activity-based anorexia. This paradigm provides an experimental tool for studying the neurobiology and behaviors underlying aspects of anorexia nervosa.

쥐의 활동 기반 거식 증을 평가

Rodents develop activity-based anorexia (ABA) when exposed to a restricted feeding schedule and allowed free access to a running wheel. These conditions ...

Tracking Individual Running Metrics in Mice Using a Voluntary Wheel Running Protocol that Minimizes Social Isolation

Voluntary wheel running (VWR) in rodents is used to evaluate performance and endurance and to simulate exercise. In contrast to other exercise paradigms that require aversive stimulus to induce active movement, wheel running is voluntary. VWR generally consists of placing a running wheel inside the mouse home cage. However, analyzing exercise parameters can typically only be conducted when mice are individually housed, while overall cage effects can be reported when mice are group-housed. Therefore, the current models force experimenters to choose between measuring individual exercise parameters in single-housed mice or measuring group effects in group-housed mice; depending on the research question and model, this could be limiting. 
Therefore, the goal of this method is to demonstrate a protocol that assesses VWR in a mouse model by quantifying running parameters in individual mice, with minimal isolation. We report on device design, preoperative preparations, and experiment setup. Results of a 6-week training protocol using this VWR model suggest it provides sufficient stimulus to increase spatial object recognition memory, comparable to the clinical effect of exercise. This simple and inexpensive model facilitates investigation into the effect of VWR on multiple measurements of wheel activity, minimizing factors that could limit or affect experimental outcomes.

This protocol describes an effective voluntary wheel-running model that can be implemented in various research contexts. Unlike other voluntary running models, this method avoids isolation housing while tracking running metrics in individual mice.

Voluntary wheel running (VWR) in rodents is used to evaluate performance and endurance and to simulate exercise. In contrast to other exercise paradigms ...

Motor and Hippocampal Dependent Spatial Learning and Reference Memory Assessment in a Transgenic Rat Model of Alzheimer's Disease with Stroke

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk factor for AD, stroke has also been implicated as a risk factor and an exacerbating factor. The co-morbidity of stroke and AD results in worsened stroke-related motor control and AD-related cognitive deficits when compared to each condition alone. To model the combined condition of stroke and AD, a novel transgenic rat model of AD, with a mutated form of amyloid precursor protein (a key protein involved in the development of AD) incorporated into its DNA, is given a small unilateral striatal stroke.
For a model with the combination of both stroke and AD, behavioral tests that assess stroke-related motor control, locomotion and AD-related cognitive function must be implemented. The cylinder task involves a cost-efficient, multipurpose apparatus that assesses spontaneous forelimb motor use. In this task, a rat is placed in a cylindrical apparatus, where the rat will spontaneously rear and contact the wall of the cylinder with its forelimbs. These contacts are considered forelimb motor use and quantified during video analysis after testing. Another cost-efficient motor task implemented is the beam-walk task, which assesses forelimb control, hindlimb control and locomotion. This task involves a rat walking across a wooden beam allowing for the assessment of limb motor control through analysis of forelimb slips, hindlimb slips and falls. Assessment of learning and memory is completed with Morris water maze for this behavioral paradigm. The protocol starts with spatial learning, whereby the rat locates a stationary hidden platform. After spatial learning, the platform is removed and both short-term and long-term spatial reference memory is assessed. All three of these tasks are sensitive to behavioral differences and completed within 28 days for this model, making this paradigm time-efficient and cost-efficient.

To investigate the co-morbid Alzheimer&#39;s disease (AD) and stroke condition in a novel model, three behavior tasks are described that assess both motor control and cognitive behaviors. These tasks include the beam-walk task, cylinder task and Morris water maze.

뇌졸중과 알츠하이머 병의 유전자 변형 쥐 모델에서 모터 및 해마 종속 공간 학습 및 참조 메모리 평가

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk ...

의학

Activity-based Training on a Treadmill with Spinal Cord Injured Wistar Rats

Spinal cord injury (SCI) results in lasting deficits that include both mobility and a multitude of autonomic-related dysfunctions. Locomotor training (LT) on a treadmill is widely used as a rehabilitation tool in the SCI population with many benefits and improvements to daily life. We utilize this method of activity-based task-specific training (ABT) in rodents after SCI to both elucidate the mechanisms behind such improvements and to enhance and improve upon existing clinical rehabilitation protocols. Our current goal is to determine the mechanisms underlying ABT-induced improvements in urinary, bowel, and sexual function in SCI rats after a moderate to severe level of contusion. After securing each individual animal in a custom-made adjustable vest, they are secured to a versatile body weight support mechanism, lowered to a modified three-lane treadmill and assisted in step-training for 58 minutes, once a day for 10 weeks. This setup allows for the training of both quadrupedal and forelimb-only animals, alongside two different non-trained groups. Quadrupedal-trained animals with body weight support are aided by a technician present to assist in stepping with proper hind limb placement as necessary, while forelimb-only trained animals are raised at the caudal end to ensure no hind limb contact with the treadmill and no weight-bearing. One non-trained SCI group of animals is placed in a harness and rests next to the treadmill, while the other control SCI group remains in its home cage in the training room nearby. This paradigm allows for the training of multiple SCI animals at once, thus making it more time-efficient in addition to ensuring that our pre-clinical animal model mimics the clinical representation as close as possible, particularly with respect to the body weight support with manual assistance.

This protocol demonstrates our model of activity-based locomotor treadmill training for rats with spinal cord injury (SCI). Included is both quadrupedal and forelimb-only groups, in addition to two distinct types of non-trained control groups. Investigators are able to assess training effects on SCI rats using this protocol.

척수와 디딜 방 아에 활동 기반 교육 부상 Wistar 쥐

Spinal cord injury (SCI) results in lasting deficits that include both mobility and a multitude of autonomic-related dysfunctions. Locomotor training (LT) ...

신경과학

WheelCon: A Wheel Control-Based Gaming Platform for Studying Human Sensorimotor Control

Feedback control theory has been extensively implemented to theoretically model human sensorimotor control. However, experimental platforms capable of manipulating important components of multiple feedback loops lack development. This paper describes WheelCon, an open-source platform aimed at resolving such insufficiencies. Using only a computer, a standard display, and inexpensive gaming steering wheel equipped with a force feedback motor, WheelCon safely simulates the canonical sensorimotor task of riding a mountain bike down a steep, twisting, bumpy trail. The platform provides flexibility, as will be demonstrated in the demos provided, so that researchers may manipulate the disturbances, delay, and quantization (data rate) in the layered feedback loops, including a high-level advanced plan layer and a low-level delayed reflex layer. In this paper, we illustrate WheelCon&#39;s graphical user interface (GUI), the input and output of existing demos, and how to design new games. In addition, we present the basic feedback model and the experimental results from the demo games, which align well with the model&#39;s prediction. The WheelCon platform can be downloaded at https://github.com/Doyle-Lab/WheelCon. In short, the platform is featured to be cheap, simple to use, and flexible to program for effective sensorimotor neuroscience research and control engineering education.

WheelCon is a novel, free and open-source platform to design video games that noninvasively simulates mountain biking down a steep, twisting, bumpy trail. It contains components presenting in human sensorimotor control (delay, quantization, noise, disturbance, and multiple feedback loops) and allows researchers to study the layered architecture in sensorimotor control.

휠콘: 인간 감각 모터 제어를 연구하기 위한 휠 제어 기반 게임 플랫폼

Feedback control theory has been extensively implemented to theoretically model human sensorimotor control. However, experimental platforms capable of ...

Whole-Brain 3D Activation and Functional Connectivity Mapping in Mice using Transcranial Functional Ultrasound Imaging

Functional ultrasound (fUS) imaging is a novel brain imaging modality that relies on the high-sensitivity measure of the cerebral blood volume achieved by ultrafast doppler angiography. As brain perfusion is strongly linked to local neuronal activity, this technique allows the whole-brain 3D mapping of task-induced regional activation as well as resting-state functional connectivity, non-invasively, with unmatched spatio-temporal resolution and operational simplicity. In comparison with fMRI (functional magnetic resonance imaging), a main advantage of fUS imaging consists in enabling a complete compatibility with awake and behaving animal experiments. Moreover, fMRI brain mapping in mice, the most used preclinical model in Neuroscience, remains technically challenging due to the small size of the brain and the difficulty to maintain stable physiological conditions. Here we present a simple, reliable and robust protocol for whole-brain fUS imaging in anesthetized and awake mice using an off-the-shelf commercial fUS system with a motorized linear transducer, yielding significant cortical activation following sensory stimulation as well as reproducible 3D functional connectivity pattern for network identification.

This protocol describes the quantification of volumetric cerebral hemodynamic variations in the mouse brain using functional ultrasound (fUS). Procedures for 3D functional activation map following sensory stimulation as well as resting-state functional connectivity are provided as illustrative examples, in anesthetized and awake mice.

경두개 기능 적 초음파 이미징을 사용하여 마우스의 전신 뇌 3D 활성화 및 기능 적 연결 매핑

Functional ultrasound (fUS) imaging is a novel brain imaging modality that relies on the high-sensitivity measure of the cerebral blood volume achieved by ...

Multifactorial Assessment of Motor Behavior in Rats after Unilateral Sciatic Nerve Crush Injury

The induction of a peripheral nerve injury is a widely used method in neuroscience for the assessment of repair and pain mechanisms among others. In addition, in the research field of movement disorders, sciatic crush injury has been employed to trigger a dystonia-like phenotype in genetically predisposed DYT-TOR1A rodent models of dystonia. To achieve consistent, reproducible and comparable results after a sciatic nerve crush injury, a standardized method for inducing the nerve crush is essential, in addition to a standardized phenotypical characterization. Attention must be paid not only to the specific assortment of behavioral tests, but also to the technical requirements, the correct execution and consecutive data analysis. This protocol describes in detail how to perform a sciatic nerve crush injury and provides a behavioral test battery for the assessment of motor deficits in rats that includes the open field test, the CatWalk XT gait analysis, the beam walking task, and the ladder rung walking task.

We provide a protocol for the assessment of motor behavior via a behavioral test battery in rats after sciatic nerve crush injury.

일방적인 상시 신경 호감 부상 후 쥐에서 모터 행동의 다인 평가

The induction of a peripheral nerve injury is a widely used method in neuroscience for the assessment of repair and pain mechanisms among others. In ...