Name: wheel running and environmental complexity as a therapeutic intervention in an animal model of fasd
Uploaded: 2017-02-02T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Wheel Running and Environmental Complexity as a Therapeutic Intervention in an Animal Model of FASD at JoVE.com

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.

Заявление по этике: Следующий протокол был одобрен по уходу и использованию комитета Institutional животных (IACUC) Университета штата Делавэр путем. 1. Развивающее экспозиции (или модель Binge-как Этанол Exposure) <ol><li> На ПД3, определить пол каждого животного и кросс-поощрять любых животных, если ...

В приведенном выше протоколе мы продемонстрировали целесообразное вмешательство, чтобы спасти нейроанатомических дефицита после неонатального воздействия алкоголя. Это вмешательство может быть использовано в качестве терапевтического средства в других моделях на животных из-за у?...

Выращивание в различных средах уже давно известно, вызывают изменения в различных мер неврологического здоровья. Многие исследования смотрят на благотворное влияние выращивания в сложных условиях (EC) , начиная с исследований по новаторским Даймонда и Розенцвейг (например, 1, 2) и Гринаф (Например, 3, 4). EC было продемонстрировано , имеют неоспоримое положительное влияние на синаптических и клеточных изменений в мозге 5, 6, 7. ЕС может повлиять на множество областей мозга , включая гиппокамп 8, 9 и зрительной коре 10, 11, вентральном стриатуме 12, 13, а такжев качестве мозга для всей функции нейроиммунных (обзор в 14). Особый интерес вызывают из исследований по гиппокамп , когда было показано , что ЕС может увеличить коэффициент выживаемости взрослых новорожденных гранулярных клеток зубчатой извилины через дендритной пластичности 9, 13. Этот последний пункт собрал большой интерес из - за растущего объема литературы , указывающей , что сердечно - сосудистые упражнения способствует нейрогенез как в здоровом и поврежденном мозге 15, 16, 17, 18. Колесо работает (WR) легко реализовать форму добровольного сердечно - сосудистой деятельности , что было показано , чтобы быть полезным в моделях грызунов неврологических расстройств или старения 17, 19, 20. WR влияет на экспрессию факторов роста<html> как в центральной и периферической нервной системы , 21, 22, 23. Объединение (впоследствии) WR и ЕС в &quot;superintervention&quot; (WR-EC) (т.е. 12 дней WR затем 30 дней в ЕС) обеспечивает надежное увеличение гиппокампа взрослого нейрогенеза и увеличение выживаемости вновь пролиферирующих клеток 8, эффект, что в животной модели FASD не достигается отдельных компонентов (см ниже). Так как оба компонента WR-EC влияют на широкий спектр структур в мозге 13 (WR рассмотрен в 22, EC рассмотрены в 24), реализация этого вмешательства может быть легко применен к грызунах моделей обоих развития и более поздних этапах жизни протекающими моделей неврологическими нарушения (например, неонатальный спирта экспозиции, старение, ранняя жизнь стресс). нт &quot;&gt; Интеграция WR-EC в подростковом и раннем взрослом периодах (то есть, послеродовые дни 30 - 72) могут смягчить некоторые из отрицательных эффектов на крысиной модели фетальных нарушений спирта спектра (FASDs) 8 Сборник исследований. показали , что грызуны воздействию спирта из постнатальный день (PD) с 4 по 9 дисплея значительный дефицит в нейроанатомической мер , таких как дендритные сложности 25, мозжечковая развитие 26, 27 и нейроиммунных отзывчивости 28, а также проявления нарушенного обучения и памяти 29, 30, 31 . Даже уменьшенное количество воздействия алкоголя в течение этого временного окна (т.е. PD 7 до 9) может привести к дефициту в процессах обучения и памяти у подростков и взрослых крыс 32 в то время как некоторые структуры больше не видят сиговыхщественны нейроанатомическом обесценения 27. Многие из этих дефицитов - в дополнение к поведенческим нарушениями в гиппокампе-зависимых задач - были смягчены после воздействия этой парадигмы WR-EC 8, 33 или только WR 25, 31. Хотя в одиночку WR был широко используется вмешательство, комбинация WR-EC до сих пор не использовались в литературе , несмотря на его способности поддерживать на относительно краткосрочные выгоды от WR 8. В этой статье будет обсуждаться осуществление вмешательства WR-EC в подростковом возрасте. Хотя эта парадигма используется в контексте раннего постнатального воздействия алкоголя, он может быть введен в различных моделях на грызунах, чтобы оценить потенциал мозга для нейропластики в моделях заболеваний мозга.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="698">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:247px;">Female Time-pregnant Long Evans Rats</td>
			<td style="width:124px;">Envigo (Formerly: Harlan, Inc.)</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:191px;">Average litter size is 8-10 pups</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:247px;">Black India Ink</td>
			<td style="width:124px;">Higgins (Chartpak, Inc.)</td>
			<td style="width:136px;">44201</td>
			<td style="width:191px;"></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:247px;">Syringes and Injection Needles</td>
			<td style="width:124px;">Becton, Dickinson and Company (BD)</td>
			<td style="width:136px;">Assorted</td>
			<td style="width:191px;">For injection of pawmarking ink, administration of milk-alcohol solution</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:247px;">Ear Punch</td>
			<td style="width:124px;">Kent Scientific Corporation</td>
			<td style="width:136px;">INS750076</td>
			<td style="width:191px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:247px;">Running Wheels</td>
			<td style="width:124px;">Wahmann Labs</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:191px;">Wahmann Running Wheel is discontinued. Substitute with&#160; One per cage</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:247px;">EC Cage</td>
			<td style="width:124px;">Martin&#39;s Cages, Inc.</td>
			<td style="width:136px;">R-695</td>
			<td style="width:191px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Small EC Toys</td>
			<td style="width:124px;">Assorted</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:191px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:247px;">Medium EC Toys</td>
			<td style="width:124px;">Assorted</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:191px;">Should be able to fit 1-2 rats inside of/ on top of object</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:247px;">Large EC Toys</td>
			<td style="width:124px;">Assorted</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:191px;">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

Аэробные упражнения (например, колесо работает (WR) широко используется в исследованиях на животных) положительно влияет на многие меры neuroplastic потенциала в мозге, такие , как уровень взрослого нейрогенеза, ангиогенез и экспрессии нейротрофических факторов у грызунов. Это вмешательство также было показано , чтобы смягчить поведенческие и нейроанатомических аспекты негативных последствий тератогенами (т.е. воздействия развития к алкоголю) и возрастной нейродегенерации у грызунов. Экологическая сложность (ЕС) было показано, дает многочисленные преимущества neuroplastic в корковых и подкорковых структур и могут быть соединены с колесо, идущее к увеличению пролиферации и выживания новых клеток во взрослом гиппокампе. Сочетание этих двух вмешательств обеспечивает надежную &quot;superintervention&quot; (WR-EC), который может быть реализован в различных моделях грызунов неврологических расстройств. Мы обсудим реализацию WR / EC и ее составляющую ввмешательств для использования в качестве более мощного терапевтического вмешательства у крыс с использованием животной модели пренатального воздействия алкоголя в организме человека. Мы также обсудим, какие элементы процедур абсолютно необходимы для вмешательства и какие из них могут быть изменены в зависимости от вопроса или объектов экспериментатора.

Для того, чтобы оценить эффект супер вмешательства, мы должны смотреть на эффекты каждого из составляющих его элементов - WR и ЕС - на наших мер, представляющих интерес. Цифры от 1 до 3 (ниже) появилась в предыдущей публикации , использующей эту п...

Watch this Scientific Journal Video about Wheel Running and Environmental Complexity as a Therapeutic Intervention in an Animal Model of FASD at JoVE.com

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

Сердечно-сосудистые упражнения и стимулирующие опыт в сложной среде имеют положительные результаты на нескольких мер нейропластики в пределах мозга грызуна. В этой статье будут обсуждены вопросы реализации этих мер в качестве &quot;superintervention&quot;, который сочетает в себе колесо, идущее и экологической сложности и будут рассмотрены ограничения этих мер.

Колеса Запуск и окружающей среды Сложность в качестве терапевтического вмешательства в животную модель FASD

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

The overall goal of this behavioral intervention is to enhance environmental stimulation of laboratory rodents via exposure to voluntary cardiovascular exercise and environmental complexity in a controlled laboratory setting. This technique can help answer key questions in the field of rehabilitation and neuroplasticity. It highlights the importance of social exercise and exploratory behaviors on neurological development in adolescence and health maintenance in adulthood.The main advantage of this procedure is that it combines the exercise and environmental complexity in a synergistic way, and it allows the interpretation of each of the components separately if need be. To begin the experiment, place weaned rat pups into an appropriate cage and make sure that they always have free access to food and water. A week later, on day 30 of their development, move half the rats into exercise cages with running wheels.Each running wheel should have a revolution counter and be freely accessible. On the same day, weigh all the rats. Every following day at the same hour, check the number of revolutions on the running wheels.On day 36, weigh the rats again. Then, leave them in their respective housing condition for 12 days until day 42. Early on developmental day 42, prepare the environmentally complex cages.The 30 by 18 by 36 inch galvanized steel cages should contain multiple levels capable of supporting the weight of multiple rats. These cages must also be capable of supporting standard bedding and multiple food and water dispensers. Place novel colorful objects of variable sizes and shapes in the cage.First, position six large toys in the cage that are large enough for three or more rats to interact with concurrently. Next, place six medium-sized toys in the cage each of which should also be large enough for three or more rats to use concurrently. Then, place at least 20 small toys in the cage that might only occupy one rat at a time.Select toys of different colors and shapes to enhance the complexity. The novelty of each toy is critical to this form of intervention. At the opposite ends of the cage, place food dispensers and attach water bottles so each cage has two of each.Once the cages are prepared, weigh all the animals and relocate them to the environmentally complex cages. Group nine to 12 animals per cage, making certain that they all have unique identifiers. Every two days, replace all the toys.Make sure to have enough toys such that animals rarely encounter the same toy twice during the paradigm. When replacing the toys, also refill the food and water. Every third day, clean the cages.Temporarily house the rats in groups of two or three and replace the bedding, food, and water. Return the same toys to the cage on these days unless cleaning coincides with the toy replacement schedule. The wheel running and complex environmental interventions impacted adult neurogenesis in the dentate gyrus as assessed by BrdU staining.Increases in cell proliferation were observed following the wheel running portion of the intervention in the normally developing early life stressed and alcohol-exposed animals. The complex environment intervention increased the survival of adult-generated cells in the dentate gyrus in animals that were exposed to either stress or alcohol neonatally. Furthermore, the interventions resulted in an increase in cells that differentiate into a neuronal phenotype as seen with increases in adult-born dentate gyrus granule cells despite neonatal exposure to alcohol or intubation stress.Investigating the length of double cort and positive dentrites of dentate gyrus granule cells showed that there was no difference between the alcohol-exposed rats and control rats after wheel running and environmental complexity intervention. After watching this video, you should have a really good understanding of how to appropriately lay out the environmental complexity cage as well as how to house animals in the wheel running cages and environmental complexity cages. When attempting this procedure, it's important to thoroughly clean all of your materials and check up on your animals daily.Following this procedure, the behavioral, neurophysiological, and neuroanatomical measures can be assessed in order to determine the consequences of exposure to wheel running and environmental complexity interventions. After its development, this technique paved the way for researchers in the field of neuroplasticity to explore experience-dependent changes in rodent models of neurological disease.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Crossmodal целевая Конгруэнтность как средство получения объективной поведенческой измерения в иллюзии Paradigm резинкой

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

Nest Building as an Indicator of Health and Welfare in Laboratory Mice

The minimization and alleviation of  suffering has moral and scientific implications. In order to mitigate this  negative experience one must be able to ...

The Use of the Puzzle Box as a Means of Assessing the Efficacy of Environmental Enrichment

Использование Puzzle Box как средство оценки эффективности экологической обогащения

Environmental enrichment can dramatically influence the development and function of neural circuits.  Further, enrichment has been shown to successfully ...

The Forced Swim Test as a Model of Depressive-like Behavior

Тест принудительного плавания как модель депрессивного типа поведения

The goal of the present protocol is to describe the forced swim test (FST), which is one of the most commonly used assays for the study of depressive-like ...

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

Инновационная ходовое колесо на основе механизма для повышения производительности Rat Training

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 ...

Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice

Введение в Clicker подготовки в качестве когнитивного обогащения для лабораторных мышей

Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous ...

Establishment of a Valuable Mimic of Alzheimer's Disease in Rat Animal Model by Intracerebroventricular Injection of Composited Amyloid Beta Protein

Создание ценного мнемосхемы болезни Альцгеймера в животной модели крыс путем инъекций Intracerebroventricular собраны бета амилоида белка

Alzheimer&#39;s disease (AD) is an irreversible, progressive brain disease that slowly destroys memory and is accompanied by neuron loss and structure ...

Testing Animal Anxiety in Rats: Effects of Open Arm Ledges and Closed Arm Wall Transparency in Elevated Plus Maze Test

Тестирование животных тревожности крыс: последствия открытой руки выступами и Закрытая рука стены прозрачности в повышенные плюс лабиринт тест

The elevated plus maze test is a behavioral test for assessing animal anxiety in rodents. Although this test is widely applied in the field of behavioral ...

Assessing the Autonomic and Behavioral Effects of Passive Motion in Rats using Elevator Vertical Motion and Ferris-Wheel Rotation

Оценка автономных и поведенческих эффектов пассивного движения у крыс с помощью вертикального движения лифта и вращения колеса

The overall goal of this study is to assess the autonomic and behavioral effects of passive motion in rodents using the elevator vertical motion and ...