Method Article
Condicionamento de rastreamento eyeblink clássico (ECC) foi utilizado para avaliar aprendizagem associativa de hipocampo-dependente em ratos adultos que foram administrados uma alta concentração (11,9% v/v) de álcool durante o desenvolvimento cerebral neonatal precoce. Em geral, procedimentos ECC são som ferramentas de diagnóstico para a detecção de disfunção cerebral em muitas configurações psicológicas e biomédicas.
Foram administrados a ratos neonatais relativamente alta concentração de álcool etílico (11,9% v/v) durante dias pós-natal 4-9, quando o cérebro do feto passa por rápida mudança organizacional e é semelhante ao acelerado alterações cerebrais que ocorrem durante o terceiro trimestre em seres humanos. Este modelo de transtornos do espectro do álcool fetal (FASDs) produz danos cerebrais graves, imitando a quantidade e o padrão de esporádico que ocorre em algumas gestantes alcoólicas. Nós descrevemos o uso de rastreamento eyeblink condicionamento clássico (ECC), uma variante de ordem superior de aprendizagem associativa, para avaliar a disfunção hippocampal a longo prazo que é normalmente vista na prole adulta expostas ao álcool. Com 90 dias de idade, roedores foram cirurgicamente preparados com gravação e eletrodos estimulantes, que medida eletromiográfica (EMG) piscarem a atividade do músculo da pálpebra esquerda e entregues leve choque posterior para o olho esquerdo, respectivamente. Após um período de recuperação de 5 dias, eles foram submetidos a 6 sessões de rastreamento ECC para determinar as diferenças de aprendizagem associativa entre álcool-expostos e ratos controlam. Rastreamento de ECC é um dos muitos procedimentos ECC possíveis que podem ser facilmente modificados usando o mesmo equipamento e software, para que podem avaliar diferentes sistemas neurais. ECC procedimentos em geral, podem ser usados como ferramentas de diagnóstico para a detecção de patologia neural no cérebro de diferentes sistemas e diferentes condições que insultar o cérebro.
It is quite hard to imagine that in today's day and age with better health care and access to health services, alcohol abuse remains a major global health concern. Unfortunately, it has been shown that an expectant mother who drinks a high amount of alcohol can have a child with severe brain damage and neurodevelopmental disorders that last a lifetime, as evident in those afflicted with fetal alcohol syndrome (FAS)1,2,3. In women with some confirmed history of maternal alcohol use, the developing fetus is also susceptible to small amounts of alcohol or different patterns of alcohol consumption that produce varying differences in blood alcohol concentrations. In this latter case, while the children may not exhibit the severe morphological or neurobehavioral disruptions as those with FAS, they may still exhibit lifelong cognitive disabilities and emotional disturbances that range from mild to severe3,4. Altogether, FAS and less severe forms of prenatal alcohol-mediated disruptions constitute a collection of fetal alcohol spectrum disorders (FASDs). It is no surprise that FASDs are completely preventable, but astonishingly estimates show that in populations where alcohol abuse is quite common, they remain the primary non-genetic cause of neural and cognitive disability, affecting about 2% to 5% of young US children and those in European countries such as France and Sweden. With respect to the incidence of FAS alone within the US, the prevalence is 2 to 7 per 1,000 live births5, implying that the overall incidence of FASDs to be much higher than that for FAS.
Neuroimaging studies conducted in children with FASDs have shown that they display brain abnormalities, such as a thinner corpus callosum6, smaller anterior cerebellar vermis7, and smaller hippocampus8. These brain abnormalities underlie some of the long-term neurocognitive disruptions observed in children with FASDs. The exact links that tie variations in maternal alcohol-mediated brain changes and variations in the profile (i.e., type, extent) of particular neurocognitive impairments have yet to be clearly determined. But as a starting point, the hippocampus is an excellent candidate for determining its susceptibility to prenatal alcohol effects. Indeed, children with FASDs exhibit deficits in hippocampal-mediated behaviors such as place learning9,10 and delayed object recall11.
Rodent models of FASDs have proven to be invaluable in elucidating the mechanisms leading to neurocognitive disruptions seen in children with FASDs. A well-established binge-exposure model that we have adopted involves delivering alcohol to rats during postnatal days 4-912,13, a period when the brain undergoes rapid synapse and dendritic contact formation, comparable to human fetal week 24 and extending into the 3rd trimester14,15,16,17. This particular model induces significant loss of hippocampal neurons18,19 and neurons in many other brain regions such as the cerebellum12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23, accompanied by severe impairments in cognitive functions spanning different domains21,24,25. Cognitive disruption from early alcohol exposure in rats may be assessed in different ways, particularly with eyeblink classical conditioning (ECC). ECC is a paradigm that has been utilized for more than a century to scientifically investigate the fundamental basis of learning26,27 and as such, provides a useful method to better understanding the adverse neurocognitive consequences resulting from fetal alcohol exposure. It is a very flexible paradigm that allows investigators to use a variety of different ECC procedures, any of which can be examined across many mammalian species ascending the phylogenetic scale (from mice to humans) and over different courses of brain development28,29,30,31. Furthermore, the fundamental neural circuits that mediate associative learning in this paradigm are supported by experimental and neuropsychological reports in these same species26,32,33,34,35,36,37.
One form of ECC, trace ECC is demonstrated in this paper (Figure 1). To provide context, it is compared against the more traditional form - delay ECC. The ECC paradigm was modeled after classical conditioning using dogs, first carried out by the Nobel-Prize winning physiologist, Ivan Pavlov. Pavlov discovered that certain stimuli such as tones do not naturally elicit salivation, but when it precedes and overlaps with the delivery of food, the salivary response can be strengthened from repeated presentations of the two, provided that this tone-food contingency is maintained. This is an example of delay ECC, with the notion that associative strength is mediated by immediate temporal contiguity between the two stimuli, thus making learning conditions optimal for an animal. He also tested other variations of the tone-food contingency, such as turning the tone off and leaving a "trace" period before delivering the food. When these two stimuli were discontiguous enough, it became much harder for the dogs to emit salivation responses prior to the delivery of the food. The discontiguity between the tone being turned off and the delivery of the food is thus an example of trace ECC. As rodents do not naturally salivate to the presence of food, more species-relevant stimuli such as mild shock are used instead; they also do not naturally emit defensive eyeblink responses to tones. With this backdrop, rodent ECC procedures involve presenting a tone at a given decibel level and pairing it in some fashion with mild shock to either the eyelid muscle (orbicularis oculi) or the temporalis muscle to elicit an eyeblink response. The tone is considered a conditioned stimulus (CS) while the shock is considered an unconditioned stimulus (US). In delay ECC, the CS is presented first; this stimulus remains on for a given duration. Afterwards, the US is delivered. These two stimuli overlap for a given duration, and then both terminate simultaneously; the resultant eyeblink response emitted due to the US is considered an unconditioned response (UR). In this procedure, rodents learn to emit eyeblink responses sometime after the CS is presented, but just before the US, in order to anticipate this aversive stimulus. The learned eyeblink response is referred to as a conditioned response (CR). For trace ECC, the CS and US are separated by a period of time that is void of stimuli known as a trace interval; they do not overlap in time as in delay ECC. During this interval, the animal is tasked to resolve the associational requirements between stimuli. Similar to delay ECC, learning occurs when the animal consistently emits a blink response after the CS turns off, but immediately before delivery of the US. Over some amount of acquisition training (CS paired with US), learning curves (i.e., based on different CR measurements) develop. Lesion and neuroimaging studies show that successful learning in delay ECC is dependent on having intact cerebellar-brain stem neuro-circuitry38,39,40, whereas trace ECC is a higher-order procedure that requires additional neural engagement from the hippocampus41,42,43,44 and other cortical structures45,46. Because of the timing-related requirements needed in order to acquire trace CRs successfully, this task is also more difficult to learn (even for normal subjects).
Figure 1: Trace eyeblink classical conditioning. An actual waveform is shown that is representative of an adult rat in the unintubated-control (UC) group. The tone CS (85 dB, 2.8 kHz) is first presented for 380 ms. A trace interval of 500 ms ensues, where no stimuli are present. Afterwards a shock US (1.6 mA) is delivered for 100 ms. Successful learning in this task occurs when the frequency (%) or amplitude (in volts) of eyeblinks during the conditioned response (CR) time window (Total CR period) increases over many sessions of training. In particular, rodents with an intact hippocampus will usually emit more well-timed CRs (Adaptive CRs) just prior to the onset of the shock US (within a 200-ms window). Startle responses (SRs) during the first 80 ms after tone CS onset and unconditioned responses (URs) are also measured. Non-associative SRs are typically low or nonexistent in well-trained rodents, while URs are expected to be high in frequency and amplitude. This task requires that the rodent learn to bridge the association between the CS offset and US onset (during the trace interval), therefore making it inherently more difficult to acquire compared to delay ECC. Please click here to view a larger version of this figure.
Here we demonstrate the adverse functional consequences of neonatal alcohol exposure that is delivered in a binge-like manner, as assessed by a trace ECC procedure that delivers an 85 dB tone CS (2.8 kHz) which remains on for 380 ms, followed by a 1.6 mA shock US which remains on for 100 ms, and these stimuli are separated by a trace period of 500 ms. We have reported on the utility of this behavioral assay in previous studies examining choline intervention and iron supplementation in mitigating the effects of neonatal alcohol exposure18,47. Indeed, trace ECC can be used as a diagnostic tool to assess neonatal alcohol-induced hippocampal pathology. The advantage it has over delay ECC is that it is more sensitive to detecting disturbances in hippocampal function, which is compromised in humans with FASDs.
Demonstration of ECC extends far outside the fetal alcohol field. Many variants of ECC (e.g., delay, trace, compound, reversal) can be used to elucidate ontogenetic differences in learning across development, the neurobiological basis of associative learning in normal mammals, as well as the vulnerabilities of different brain systems to many challenges, including (but not limited to) teratogens, environmental toxins, traumatic brain injury, neurodegenerative diseases, and psychiatric conditions.
NOTE: All procedures were approved and carried out in accordance with the policies set forth by the East Carolina University IACUC. Long-Evans rats were generated from females mated with male breeders. Pups from all three treatment groups (see 1.1) were generated within a litter from the same dam. Five litters were produced and each litter was culled to 8 pups on postnatal day (PD) 3. The remaining two pups from each litter were assigned to separate experiments. Both male and female offspring (one per exposure group) were included in the study. A total of N = 27 adult offspring were examined in this study; 3 rats were excluded due to broken 3T wire leads (see 3.1.1) which were irreparable on Day 1 of ECC training.
1. Preparation of Groups, Materials, and Solutions
2. Neonatal Alcohol Exposure (Postnatal Days 4-9)
3. Fabrication and Modification of Electrodes
Figure 2: Electromyographic (EMG) recording electrodes and bipolar electrode. The finished EMG headstage (right, orange) is constructed from three male contact pins, two size 3T PTFE-coated wires, one size 10T PTFE-coated wire, and a modified micro strip. The three wires are approximately 5 cm each and are crimped to the contact pins. The finished bipolar electrode (right, white) is untwisted, re-straightened, and molded in a V-shape (5 mm split). Shielding is removed from the tips of the two prongs. Please click here to view a larger version of this figure.
4. Eyelid Surgery Procedure (Postnatal Day 90)
5. Trace Eyeblink Classical Conditioning Procedure
Figure 3: Modified operant conditioning box for eyeblink conditioning. Rats are freely-moving mammals, and therefore a rotating commutator is used for maintaining electrical signal contact from the EMG and bipolar plugs that are attached to the head. The commutator is attached to the arm of the stanchion, which is counter-weighted for alleviating pressure on the rat. A piezo tweeter (speaker) delivers a 2.8 kHz tone at 85 dB and these values are calibrated regularly. Acoustical foam assists with attenuating environmental noise. Please click here to view a larger version of this figure.
Figure 4: Eyeblink conditioning system. This custom-built system consists of an EMG Integrator unit that filters and amplifies incoming signals from the rats, a Stimulus Control unit that delivers various stimuli in addition to tones and shocks, a pre-amplifier for each operant box to increase EMG signal gain, and a stimulus isolator for each operant box; it provides varying shock levels (in mA). A digital oscilloscope (not part of the stock eyeblink system) is used for diagnostic purposes during habituation and acquisition. Please click here to view a larger version of this figure.
O software eyeblink é capaz de fornecer um grande e abrangente conjunto de dados para vários tipos de medições. Por questões de brevidade, relatamos neste estudo, representante os resultados para a aprendizagem e desempenho medidas que incluem adaptável porcentagem de CR, adaptável amplitude de CR, percentagem de UR e amplitude de UR. O período adaptativo de CR foi escolhido como ele representa a aquisição de respostas eyeblink bem-cronometrada sobre treinamento repetido, como resultado de maior plasticidade sináptica no hipocampo durante rastreamento ECC50,,51,52. As medidas de UR foram escolhidas para elucidar se os défices de aprendizagem neonatal induzida pelo álcool em rastrear ECC foram devido a perturbações na aprendizagem associativa ou interrupções na resposta ao choque nos - o que pode indicar diferenças motivacionais ou motor, em vez de aprender as diferenças entre os grupos de tratamento. Os dados para cada medida foram analisados usando 2 (sexo), x 3 (grupo Neonatal), x 6 (sessão) misturado ANOVAs, com sessão como o fator de medidas repetidas. Significativos efeitos principais para tratamento neonatal foram analisados usando testes post hoc de Tukey e interações significativas foram analisadas usando testes de efeitos simples. Todas as análises estatísticas foram realizadas utilizando um nível mínimo de alfa de 0,05 e resultados em gráficos são média ± SEM.
Começando com a medida de porcentagem de CR adaptável, a ANOVA indicou um significativo efeito principal do grupo neonatal, F(2,21) = 11,69, p < 0.001, mas nenhum significativo efeito principal do sexo (p = 0,71) ou interação significativa entre esses fatores (p = 0.20). Como esperado, percentagem de CR adaptável aumentou durante as seis sessões de treinamento, F(5, 105) = 81.15, p < 0,001 e as diferenças entre os grupos neonatais eram dependentes de algum nível de sessão, F(10, 105) = 4,58, p < 0.001. Não havia nenhuma outras interações significativas que envolvem o fator de sessão. Da mesma forma para amplitude de CR adaptável, houve novamente um significativo efeito principal do grupo neonatal, F(2,21) = 22.32, p < 0.001, mas nenhum significativo efeito principal do sexo (p = 0,21) ou interação significativa entre esses fatores (p = 0,48). Amplitude de CR também aumentou significativamente ao longo das seis sessões de treinamento, F(5, 105) = 59.27, p < 0,001 e as diferenças entre os grupos neonatais eram dependentes de algum nível de sessão, F(10, 105) = 4.31, p < 0.001. Em geral, as duas medidas de CR mostraram diferenças significativas entre os meios do grupo e estes meios separados significativamente em diferentes sessões de treinamento. Para confirmar que os grupos diferiam significativamente, testes post hoc de Tukey mostraram que os ratos (AI) álcool-intubado realizada significativamente pior em ambas as medidas CR do que o unintubated-controle (UC) e ratos de (SI) de Souza-intubado (p < 0,01 para porcentagem de CR; p < 0.001 por amplitude CR), que não diferiram entre si (pdo > 0,05). Efeitos simples testes realizados no grupo Neonatal significativa x interações de sessão para as duas medidas de CR, confirmadas que os ratos AI foram mais significativamente afectados em adquirir CRs começando na sessão 2 e continuando a sessão 6 em comparação com ratos tanto UC e SI (todos os p< 0.05), que não diferiram entre si ao longo de seis sessões. A única exceção foi a amplitude de CR adaptável para ratos de SI não começou diferir significativamente dos ratos AI até sessão 3. Estes resultados são mostrados na Figura 5A, 5B.
Não havia diferenças significativas nas medidas UR devido ao sexo, grupo neonatal ou interações desses fatores com o fator de sessão. Estes resultados negativos indicaram que cada grupo era capaz de emitir respostas eyeblink ao choque-nos igualmente, que os défices de aprendizagem observados nos ratos AI não foram influenciados pelas diferenças motivacionais ou motor em piscar (figura 6A, 6B).
Figura 5 : Aquisição de rastreamento condicionado responder (média ± SEM). Exposição precoce de álcool (Grupo AI) afetado significativamente a aquisição de percentuais adaptável resposta condicionada (CR) (A) e amplitude (B). Rastreamento de ECC é inerentemente difícil de adquirir, portanto, as medidas são relativamente mais baixas para todos os grupos - com atraso ECC, percentagens podem chegar a 80-85% em modelos de roedores de FASD21,53. No entanto, o rastreamento de procedimento ECC é mais desgastante para o hipocampo, que é suscetível aos efeitos do álcool durante o desenvolvimento precoce do cérebro. * = p < 0.05, * * = p < 0,01, * * * = p < 0.001 entre ratos UC e AI; tamanhos de amostra são fornecidos em parênteses. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 6 : Aquisição de respostas unconditioned (média ± SEM). Desempenho eyeblink (percentagem de UR e UR amplitude) não foi significativamente diferente entre os grupos. A falta de diferenças indicam que a intensidade do choque utilizada durante o treinamento de aquisição não alterou diferencialmente motivação nos ratos AI ou sua capacidade de produzir defensiva piscar respostas ao choque, em comparação com os dois grupos de controle (UC e SI). Tamanhos de amostra são fornecidos em parênteses. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Filhotes de rato neonatal que receberam álcool etílico durante dias pós-natal 4-9 exibiram rastreamento eyeblink condicionado deficiências na idade adulta. Estes resultados suportam a ideia de que o álcool é um teratógeno com suportando os efeitos prejudiciais sobre a função do hipocampo. Globalmente, condicionado a responder no processo de rastreamento foi menor para os ratos expostos ao álcool em comparação com ratos em ambos os grupos de controle. As deficiências de aprendizagem associativa em ratos expostos a álcool não foram influenciadas pelas diferenças motivacionais ou motor (i. e., sem diferenças de piscar a intensidade do choque U.S.).
Enquanto traço ECC é uma ferramenta de diagnóstico útil para elucidar induzida pelo desafio hippocampal neuropatologia, os resultados deste método devem ser colocados no contexto adequado. Em primeiro lugar, os principais elementos processuais nesta demonstração envolveram a entrega específica de álcool durante uma conhecida janela de vulnerabilidade para o cérebro em desenvolvimento, fabricação de hardware de eléctrodo que permite a gravação da atividade eletromiográfica e entrega de choque, através da implantação cirúrgica do hardware acima e subsequentes ensaios em animais usando um paradigma de aprendizagem que avalia uma função cognitiva de interesse. Em cada fase do processo, deve-se tomar cuidado para não causar danos desnecessários/não-intencionais para os temas de roedores e monitorar seus sinais de saúde regularmente. Seus resultados comportamentais fornecem a "janela" para a cognição, uma construção psicológica que é somente com precisão descrito quando sua saúde não seja comprometida por erros experimentais englobando a dosagem de álcool, defeitos de hardware ou implantação cirúrgica. Assim, cada elemento processual no processo de investigação deve ser implementado de forma som para garantir que os resultados do ECC podem ser extrapolados para achados em seres humanos. Em segundo lugar, o paradigma ECC oferece uma visão sobre a natureza da aprendizagem associativa, mas deve ter cuidado para não estender conclusões usando esta abordagem e amplamente atribui-los para outros domínios cognitivos - como memória de trabalho, as memórias de curto/longo prazo e consciência - a menos que um incorporou algumas facetas destes domínios dentro de um estudo ECC pelo delineamento experimental. Por exemplo, esta demonstração analisou a fase de aquisição da aprendizagem do ECC de rastreamento, mas não examinar a retenção da memória nos ratos após eles completaram o treinamento. Memória é, portanto, um processo psicológico independente deve ser avaliadas, além de aprender. Por design, pode-se incorporar um intervalo de retenção de memória para avaliar qualquer capacidade de memória de curto prazo ou a longo prazo. Em terceiro lugar, o reconhecimento de que há memória paralelo sistemas54 que podem funcionar simultaneamente, juntamente com fatores motivacionais, experienciais e hormonais que contribuem para o comportamento, é essencial para compreensão associatividade (durante ECC) é mas um dos muitos processos que revelam o que é "bom" ou "pobres" sobre aprendizagem. Por último, rastreamento ECC não é uma tarefa puramente hipocampo-dependente, como outras regiões do cérebro podem mediar entre algum componente do CR. Assim, uma compreensão das interacções entre os diferentes circuitos neurais e/ou o tipo de estímulo de parâmetros que são utilizados em um estudo, deve ser tomado em consideração quando fazendo implicações com base nos resultados discretos. O cerebelo, por exemplo, também contribui para rastreamento ECC, onde influencia as características topográficas do CR e CR timing, particularmente quando o ISI é curto em duração. Rastreamento ECC não é afetado em humanos com danos Cerebelares, que são testados com um intervalo de tempo de rastreamento (1.000 ms), mas é afetado em quem recebe o rastreamento mais curto intervalo (400 ms)34. Além disso, lesões bilaterais do córtex pré-frontal medial dorsal (mPFC) que se destinam as regiões agranular medial e cingulado anterior em ratos, evitar aquisição de rastreamento CRs55, enquanto a destruição do mPFC caudal em coelhos produz semelhante resultados46. Esses achados também destacam a importância de considerar as diferenças de espécie no pré-frontal contribuições Cerebelares-cérebro-tronco conduzida aprendizagem associativa, como rastreamento de ECC. Enquanto exposição neonatal álcool durante a aquisição de 4-9 prejudicados PD de 500 ms rastreamento CRs para adulto ratos neste estudo e outros47,56, isto não é o mesmo caso para neonatais ratos expostas ao álcool que experimentam um intervalo de rastreamento de 300 ms, mesmo quando desafiado em uma dose relativamente alta de álcool (5 g/kg)57, sugerindo que a deficiência de rastreamento em ratos expostos a álcool é dependente da duração do intervalo de rastreamento.
Neste estudo, o hipocampo foi enfatizado como sendo extremamente importante para mediar rastreamento ECC e quando desafiados pela exposição de álcool neonatal, exposições dano neural, como refletido por deficiências na aquisição de rastreamento CRs. Isso deve advertiu, no entanto, que os circuitos de haste de cérebro-cerebelo, particularmente o núcleo interpositus, são essencial para muitas facetas do ECC, incluindo a aquisição, expressão e características topográficas do CR, dependendo do tipo de tarefa ECC, incluindo rastreamento ECC36,40,55,58,59. Com efeito, este circuito neural interage com o hipocampo para dirigir a expressão de Sir durante formulários de ordem superior do ECC, como rastreamento ECC60. Se a exposição de álcool durante o desenvolvimento precoce do cérebro afecta especificamente hippocampal função em rastreamento ECC não está inteiramente claro. Muitas regiões cerebrais diferentes são vulneráveis ao insulto de álcool precoce, incluindo o mPFC, cerebelo e hipocampo18,19,23,,47,61,62, e é muito provável que o álcool perturba o funcionamento dessas estruturas em diferentes graus e para variar, mas funcionalmente importantes diferenças em muitos procedimentos ECC. Apesar das armadilhas quanto à interpretação dos resultados de estudos de rastreamento ECC, aquisição bem sucedida de rastreamento CRs foi mostrada para contar pelo menos com um hipocampo intacto, como suportado por lesão animais estudos42,44,63,64,65. Este procedimento assim continua a ser uma abordagem altamente valiosa para demonstrar as ligações entre a exposição do desenvolvimento do álcool para rastreamento condicionado a responder porque os circuitos neurais subjacentes, é muito melhor entendido do que a de outras tarefas, hipocampo-dependente, como lugar de aprendizagem no labirinto de água Morris, reconhecimento de objetos novos e contextuais e rastreamento de medo condicionado.
ECC como um método comportamental a "ensaiar" cognição, tem aplicabilidade generalizada no campo do desenvolvimento neuroteratology. Com efeito, descobertas recentes de nosso laboratório de apoiar a noção de que o hipocampo em desenvolvimento é altamente sensível aos efeitos do álcool, que podem ser atenuados por diferentes estratégias intervencionista18,47. A principal vantagem aqui é que com uma melhor compreensão dos défices de aprendizagem ECC de rastreamento induzida pelo álcool, elas podem ser preditivas de outros problemas em funções hippocampal baseado fora de aprendizagem associativa - particularmente aqueles conhecidos ser mediado pelo mesmo neurocircuitos hippocampal.
Aplicativo de rastreamento ECC e suas variantes (por exemplo, atraso, reversão, discriminação, composta) para elucidar os mecanismos neurobiológicos e sistemas neurais envolvidos na aprendizagem associativa, pode ser estendido além do campo de pesquisa do álcool fetal. Por exemplo, este paradigma tem recebido muita atenção em casos humanos e modelos animais de condições psiquiátricas como esquizofrenia66,67, doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer68,69e drogas de abuso70,,71,72. Seus benefícios como um método de pesquisa para avaliar disfunção e função neurocognitive são, portanto, evidentes em muitas disciplinas psicológicas e biomédicas, incluindo neurociência.
Os autores não têm nada para divulgar.
Este trabalho foi financiado por um subsídio para TDT de álcool bebida médica Research Foundation (ABMRF).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Neonatal Alcohol Exposure | |||
190 Proof Ethyl Alcohol (USP) | Pharmco-AAPER | 225-36000 [ECU Medical Storeroom] | Can be substituted; should be USP; avoid using 200 proof ethyl alcohol |
Container/Basket for Pups | Any | ||
Corn Oil | Any | Food grade | |
Heated Water Therapy Pump w/ Pads | Gaymar | TP-500 | To keep pups warm; can be substituted |
Hypodermic Needles 22G x 1 in, Sterile | Any | ||
Hypodermic Needles 30G x 1/2 in, Sterile | Any | ||
Isopropyl Alcohol 70% | EMD Millipore | PX1840-4 [Fisher Scientific] | Can be substituted; reagent grade www.fishersci.com |
Long-Evans Rats (Female and Male Breeders) | Charles River Laboratories | N/A [ECU Dept. of Comparative Medicine] | Age and weight need to be specified; pricing varies by these factors www.criver.com |
Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, 23 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2200 | For cutting PE tubing brisurgical.com |
Polyethylene 10 Tubing (0.011 in. I.D.; 0.024 in. O.D.) | BD Diagnostic Systems | 22-204008 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Polyethylene 50 Tubing (0.023 in. I.D.; 0.038 in. O.D.) | BD Diagnostic Systems | 22270835 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Regulated water heater or baby milk bottle warmer | Any | Optional; helps with warming up cold milk solutions | |
Tuberculin Syringes, Sterile, 1.0 ml | Any | ||
Tuberculin Syringes, Sterile, 10 ml | Any | Can be used to draw out ethyl alcohol or use appropriate size micropipet | |
Weigh Scale | Any | Should have good resolution (in gram units) | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
EMG Headstage Fabrication and Bipolar Electrode Modification | |||
Bipolar Electrode, 2 Channel SS Twisted | Plastics One, Inc. | MS303/2-B/SPC ELECT SS 2C TW .008" | Must specify custom length of 20 mm below pedestal www.plastics1.com |
Centi-Loc Strip Socket Insulator (aka, Micro Strip) | ITT Cannon / ITT Interconnect Solutions | CTA4-IS-60* or CTA4-1S-60* | *Depends on vendor; see www.onlinecomponents.com or www.avnetexpress.avnet.com |
Dental Pliers, Serrated | CMF Medicon | 390.20.05 | Can be substituted; use to crimp wires to male contact pins www.medicon.de |
Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, 23 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2200 | Only use to cut 3T wires; cutting 10T wires will damage the blade - use the blade of the wire stripper instead brisurgical.com |
PTFE-Coated Stainless Steel Wire, 10T (Bare Diameter .010 in) | Sigmund Cohn-Medwire | 316SS10T | www.sigmundcohn.com |
PTFE-Coated Stainless Steel Wire, 3T (Bare Diameter 0.003 in) | Sigmund Cohn-Medwire | 316SS3T | www.sigmundcohn.com |
Razor Blade | Any | To strip 1 mm from prongs of bipolar electrode | |
Relia-Tac Socket Contact Pin, Male | Cooper Interconnect | 220-P02-100 | See Allied Electronics Cat # 70144761 www.alliedelec.com |
Tweezers, High Precision, Serrated, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78314-00D | To grasp 10T wire firmly while stripping PTFE with smooth tweezers www.emsdiasum.com |
Tweezers, High Precision, Smooth, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78313-00B | www.emsdiasum.com |
Tweezers, Ultra Fine Tips, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78510-0 | To strip 1 mm of PTFE from one end of 3T wire; grasp shielded portion with smooth tweezers www.emsdiasum.com |
Wire Stripper, 16-26 AWG | Any | Use the blade end to cut micro strips | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Eyelid Surgery | |||
Surgical Instruments (High Quality Stainless Steel) | |||
2 x Dressing Forceps, 4 in Serrated | Biomedical Research Instruments | 30-1205 | Can be substituted; extra forceps for grasping electrodes/screws outside of surgery tray brisurgical.com |
Dressing Forceps, 3 in Serrated | Biomedical Research Instruments | 30-1200 | Can be substituted brisurgical.com |
Instrument Tray | Biomedical Research Instruments | 24-1355 | Can be substituted brisurgical.com |
Knife Handle No. 3, 5 in | Biomedical Research Instruments | 26-1000 | Can be substituted brisurgical.com |
Micro Dissecting Forceps, 3.5 in, Fine Points | Biomedical Research Instruments | 10-1630 | Can be substituted brisurgical.com |
Micro Dissecting Forceps, 3.5 in, Smooth Platform (0.3 x 5 mm) | Biomedical Research Instruments | 10-1720 | brisurgical.com |
Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, Extremely Delicate, 15 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2000 | Can be substituted brisurgical.com |
Plain Splinter Forceps, 3.5 in | Biomedical Research Instruments | 30-1600 | Can be substituted brisurgical.com |
#10 Stainless Steel Surgical Blade for #3 Handle, Sterile | Any | Can be substituted | |
0-80 x 0.125 in Stainless Steel Screws | Plastics One, Inc. | 0-80 x 0.125 | Can be substituted www.plastics1.com |
Alcohol Prep Pads, Sterile | Fisher Scientific | 22-363-750 [Fisher Scientific | Can be substituted www.fishersci.com |
Betadine Povidone-Iodine | Purdue Frederick Co. | 6761815101 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Betadine Povidone-Iodine Prep Pads | Moore Medical | 19-898-946 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Cotton-Tipped Swabs, Autoclavable | Any | Typically 7.6 cm or 15.2 cm length | |
Drill Bit for Pin Vise, #55 (0.052 in) | Any | Metal should resist rusting and corrosion | |
Gauze Pads, 2 in x 2 in | Fisher Scientific | 22-362-178 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
General Purpose Latex/Nitrile/Vinyl Gloves | Any | ||
Glass Bead Sterilizer | Any | Sterilize instruments between surgeries | |
Heated Water Therapy Pump w/ Pads x 2 | Gaymar | TP-500 | Can be substituted; separate pumps are recommended - 1 for surgery, 1 for recovery |
Hypodermic Needles 26G x 3/8 in, Sterile | Any | ||
Isoflurane | Vedco | NDC 50989-150-12 | Manfacturer can be substituted; veterinary approval may be required |
Isoflurane Vaporizer System, Tabletop, Non-Rebreathing | Parkland Scientific | V3000PK | Can be substituted www.parklandscientific.com |
Jewelers Screwdriver w/ 1.8-2 mm Blade | Any | Metal should resist rusting and corrosion | |
Ortho-Jet BCA Package (Dental Cement) | Lang Dental | B1334 | Contains powder (1 lb) and liquid www.langdental.com |
Oxygen Tank with Pressure Regulator, Large | Local supplier | ||
Porcelain Crucible, High-Form, Glazed, 10 ml | CoorsTek, Inc. | 07-965C [Fisher Scientific] | Can be substituted with Fisher FB-965-I Wide-Form Crucible www.fishersci.com |
Puralube Veterinary Ophthalmic Ointment, Sterile | Henry Schein Company | NC0144682 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Quatricide PV-15 | Pharmacal | PV-15 | Antimicrobial disinfectant; can be substituted www.pharmacal.com |
Rat Gas Anesthesia Masks for Stereotaxic Surgery | Stoelting Company | 51610 | www.stoeltingco.com |
Rat Stereotaxic Apparatus w/ Ear Bars (45 Degree) | Any | 45 degree bars are recommended to prevent damaging eardrums | |
Roboz Surgical Instrument Milk | Roboz Surgical | NC9358575 [Fisher Scientific] | Can be substituted; for lubricating instruments during autoclaving www.fishersci.com |
Rodent Hair Trimmer | Any | ||
Sodium Chloride | Fisher Scientific | S641-500 [Fisher Scientific] | To make 0.9% saline; reagent grade; USP www.fishersci.com |
Stainless Steel Microspatula (Blade: 0.75 L x 0.18 in. W) | Fisher Scientific | 21-401-15 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Starrett Pin Vise, 0.000 in - 0.055 in | Any | Nickel-plated or equivalent recommended to resist rusting and corrosion | |
Sterile Surgical Gloves | Any | ||
Sterilization Wraps, 20 in x 20 in, Autoclavable | Propper Manufacturing | 11-890-8C [Fisher Scientific] | Useful for wrapping autoclavable supplies and on sterile field during surgery www.fishersci.com |
Surgical Drape, Sterile/Autoclavable | Any | May need to cut to size for rats | |
Surgical Gown* | Any | *If required by IACUC | |
Surgical Mask | Any | ||
Tuberculin Syringes, Sterile, 1.0 ml | Any | ||
Weigh Scale | Any | Should have good resolution (in gram units) | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Eyeblink System and Components (assuming 4-rodent system) | |||
5 Channel Commutator x 4 | Plastics One, Inc. | SL2 + 3C | www.plastics1.com |
Bipolar Electrode Cable, Dual 305 x 4 | Plastics One, Inc. | 305-305 80CM TT2 (C) | Provides plug end to bipolar electrode on rat and to commutator; must be modified www.plastics1.com |
Cable, 5 Channel, Shielded, 26 AWG x 4 | Any | To fabricate commutator cable; this must be made from scratch | |
Chamber for Operant Test Box (Inside: 24 H x 23 W x 14 D in) x 4 | Med-Associates | Can be substituted; inner dimensions should fit operant test box comfortably, with room for acoustical foam; fit with fan - 55-60 dB www.med-associates.com | |
Eyeblink System and Software | JSA Designs | N/A | Proprietary and customized for research lab |
Heat Shrink Tubing (3/16 in, 1/4 in, 3/8 in, 1/2 in Diameters) | Any | To protect modified commutator cable soldered ends and splices | |
Melamine Triple Peak Acoustical Foam w/Black Hypalon (24 x 48 in) | McMaster-Carr | 9162T5 | Can be substituted; cut to fit 4 housing chambers www.mcmaster.com |
Operant Test Box (Exterior 12.5 L x 10 W x 13.5 in H), Complete x 4 | Med-Associates | ENV-007 Custom Package | With stainless steel grid floor and custom top (3 in hole in center for commutator cable) www.med-associates.com |
Oscilloscope (Optional) | Any | Recommended minimum specs: 200 MHz analog bandwidth, 1 GS/s real-time sampling, 4 channels; see www.picotech.com /td> | |
Piezo Tweeters (Speakers) x 4 (7 x 3 in) | MCM Electronics | 53-805 | Must match frequency range specifications for eyeblink system (2500 Hz - 25 KHz) www.mcmelectronics.com |
Soldering Station, Solder, Flux, Tinner | Any | For soldering 26 AWG cables to female sockets (that fit male relia-tac contact pins) and bipolar plugs | |
Stimulus Isolators x 4 | WPI International | A365 | These units run on 16-9V alkaline batteries; a suitable rechargeable version (A365R) is available www.wpiinc.com |
Tripolar Electrode Cable for SL3C Commutator x 4 | Plastics One, Inc. | 335-335 80cm TT3 C | Provides plug end to EMG headstage on rat and to commutator; must be modified www.plastics1.com |
USB LED Lights x 4 | Any | USB-based lights do not cause electrical "noise" with the EMG signals from the rats www.plastics1.com | |
Webcams x 4, Surveillance Software | Any | ||
PC Computer Running MS Windows OS | Any |
Solicitar permissão para reutilizar o texto ou figuras deste artigo JoVE
Solicitar PermissãoThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos os direitos reservados