electroacupuncture in a chronic hypoxia-induced cognitive dysfunction mouse model

Kognitive Verbesserung bei chronischen Hypoxie-Mäusen mit Akupunktur

The global population is currently facing a critical aging problem, resulting in a rapid increase in the prevalence of cognitive disorders. The worldwide incidence of cognitive impairment is approximately 53.97 per 1000 person-years1. Chronic cerebral hypoxia caused by vascular dysfunction or circulatory/respiratory disorders remains one of the major risk factors for age-related dementia2. Previous studies have demonstrated that cerebral hypoxia can increase amyloid-&#946; deposition by modifying BACE1 expression3. Additionally, hypoxia has been associated with glial-cell dysregulation and neuroinflammation4,5. Despite the growing magnitude of this issue, effective Western medicines for preventing chronic hypoxia-induced cognitive decline are currently lacking. Non-pharmacological traditional Chinese medicine, particularly acupuncture, has been used for thousands of years to treat cognitive disorders and has shown promising results in alleviating neurodegenerative diseases6,7. The Baihui, Shenting, and Zusanli acupoints are effective points for treating cognitive dysfunction8,9. Clinical studies have demonstrated that electro-acupuncture therapy significantly improves the Montreal Cognitive Assessment (MoCA) and Mini-Mental State Examination (MMSE) scores in patients with vascular cognitive impairment and effectively ameliorates cognitive dysfunction8. Although studies have suggested that acupuncture can significantly enhance the memory ability of rats with arterial ligation-an acute cerebral hypoxia models10, an acute cerebral hypoxia model, there is no report on the effects of acupuncture in any rodent model with chronic hypoxia-induced cognitive disorders. The lack of research into the mechanism has considerably impeded its clinical application. 
Previous research has demonstrated that subjecting rats to a hypoxic environment for a period of 8 weeks can significantly elevate levels of oxidative stress and inflammation in the brain, resulting in a decline in memory function11. The present study aims to investigate the impact of acupuncture on rodent models in order to further our understanding. It is worth noting, however, that anesthesia is typically required during acupuncture treatment in rodents due to the potential for agitation during repeated stimulation. Prolonged anesthesia can significantly impact cognitive function in mice, as most anesthetic drugs can suppress neural activity and impede information processing, leading to behavioral deficits12. Several studies have shown that administering 2.5% sevoflurane for a duration of 6 h can notably impair spatial memory, learning ability, and attention in mice13. Furthermore, evidence suggests that high doses of anesthesia may result in neuronal death or nerve damage in mice14. Therefore, it is imperative to identify a suitable approach to minimize the overall amount of anesthesia used. In this study, we introduce an effective acupuncture method for treating mice with cognitive impairment, along with behavioral tests to assess their memory abilities. Importantly, we present a modified pre-treatment anesthesia technique that can effectively reduce the total dosage of anesthesia administered during the experiment.

Autor im Rampenlicht: Verbesserung von Anästhesieprotokollen für eine verbesserte Mausakupunkturforschung

Akupunkturbehandlung in einem Mausmodell der chronischen Hypoxie-induzierten kognitiven Dysfunktion

Selecting the right anesthesia protocol is crucial for conducting mouse acupuncture. Due to potential cognitive impairment associated with prolonged anesthesia, it represents an essential initial challenge, demanding careful consideration to minimize cognitive function risks in mice during the procedure. In this study, we propose an improved protocol that helps to minimize functional and behavioral abnormalities caused by excessive anesthesia dosing, and enhances the accuracy of the experiments.In the future, our laboratory aims to study the underlying mechanisms of acupuncture despite its observable therapeutic effects on behavior and pathology. Our research will focus on unraveling acupuncture to gain a deeper understanding of its mechanisms.

Elektroakupunktur in einem Mausmodell mit chronischer Hypoxie-induzierter kognitiver Dysfunktion

Legen Sie zunächst eine betäubte Maus mit chronischer Hypoxie-induzierter kognitiver Dysfunktion auf ein Heizkissen mit 37 Grad Celsius. Schließen Sie dann das Anästhesiegerät an Mund und Nase der Maus an. Für die Elektroakupunktur lokalisieren Sie den GV20-Akupunkturpunkt auf der Mittellinie der Stirn zwischen der Linie, die die Ohrstöpsel verbindet.Als nächstes lokalisieren Sie den GV24-Akupunkturpunkt 1,3 Millimeter direkt über dem Augenmittelpunkt. Dann finden Sie den ST36-Akupunkturpunkt an der Außenseite des Kniegelenks etwa zwei Millimeter unterhalb des Wadenbeinkopfes. Bereiten Sie Einweg-Akupunkturnadeln und ein Elektroakupunkturgerät für den Eingriff vor.Platzieren Sie nun die Maus in der Bauchlage. Halten Sie mit dem rechten Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger eine Edelstahlnadel. Punktieren Sie die Punkte GV20 und GV24 quer in einer Tiefe von zwei Millimetern.Punktieren Sie dann den ST36-Akupunkturpunkt vertikal bis zu einer Tiefe von drei bis vier Millimetern. Verbinden Sie das proximale Ende der Nadeln bei GV20 und den linken ST36 mit einem Elektrodensatz. Verbinden Sie das proximale Ende der Nadeln am GV24 und den rechten ST36 mit einem anderen Elektrodensatz.Wählen Sie am Elektroakupunkturgerät den Dauerstrichmodus und stellen Sie die elektrische Stromstärke auf zwei Milliampere und die Frequenz auf zwei Hertz ein. Bestätigen Sie die ideale Behandlung, indem Sie lokales leichtes Zittern an den Akupunkturpunkten beobachten. Verwenden Sie Klebeband, um die horizontal eingeführte Nadel und die Verbindungsleitung zu sichern.Verabreichen Sie die Behandlung an sechs aufeinanderfolgenden Tagen täglich 30 Minuten lang. Elektroakupunktur scheint die explorative Aktivität von Hypoxie-induzierten Mäusen zu verbessern. Die behandelten Mäuse zeigten auch ein organisierteres Verhalten.

Research

JoVE Journal

Behavior

Electroacupuncture in a Chronic Hypoxia-Induced Cognitive Dysfunction Mouse Model

Acupuncture Treatment in a Mouse Model of Chronic Hypoxia-Induced Cognitive Dysfunction

The treatment of central nervous disorders has consistently posed significant challenges to the medical field. Acupuncture, a non-pharmacological practice ...

Forschung

Verhalten