Cardiovasculaire oefening en het stimuleren van ervaringen in een complexe omgeving hebben positieve voordelen op meerdere maatregelen van neuroplasticiteit in de knaagdieren hersenen. Dit artikel zal de implementatie van deze interventies te bespreken als een "superintervention" die wiel draait en ecologische complexiteit combineert en zal de beperkingen van deze interventies aan te pakken.
Aerobic oefening (bv wiel lopen (WR) op grote schaal gebruikt in proefdieronderzoek) een positieve invloed veel maatregelen van neuroplastic potentieel in de hersenen, zoals de tarieven van de volwassen neurogenese, angiogenese, en de expressie van neurotrofe factoren bij knaagdieren. Deze ingreep is ook aangetoond gedrags- en neuroanatomische aspecten van de negatieve effecten van teratogens (dwz ontwikkelingsstoornissen blootstelling aan alcohol) en leeftijdsgebonden neurodegeneratie bij knaagdieren beperken. Omgevingscomplexiteit (EC) is aangetoond dat vele voordelen neuroplastic corticale en subcorticale structuren te produceren en kan worden gekoppeld wiel draait om de proliferatie en overleving van nieuwe cellen in de volwassen hippocampus verhogen. De combinatie van deze twee maatregelen verschaft een robuuste "superintervention" (WR-EC) die in verschillende knaagdiermodellen van neurologische stoornissen kunnen worden toegepast. Wij zullen de uitvoering van WR / EG en haar in te besprekenterventions voor gebruik als een krachtigere therapie in ratten met behulp van het diermodel van prenatale blootstelling aan alcohol bij de mens. We zullen ook bespreken welke elementen van de procedures zijn absoluut noodzakelijk zijn voor de interventies en welke kan worden gewijzigd afhankelijk van de vraag of faciliteiten van de experimentator.
Kippen in verschillende omgevingen is lang bekend dat veranderingen in verschillende maatregelen van neurologische wellness veroorzaken. Veel studies kijken naar de positieve effecten van het grootbrengen in een complexe omgeving (EG) te beginnen met baanbrekend onderzoek van Diamond en Rosenzweig (bv 1, 2) en Greenough (Bijvoorbeeld 3, 4). EG is aangetoond dat een onmiskenbaar positief effect op synaptische en cellulaire veranderingen in de hersenen 5, 6, 7 hebben. EG kan een veelvoud aan hersengebieden beïnvloeden zoals de hippocampus 8, 9 en visuele cortex 10, 11, ventrale striatum 12, 13, enals brain-breed neuro-functie (beoordeeld in 14). Bijzondere belangstelling heeft zich ontwikkeld van de studies hippocampus toen werd aangetoond dat EG de overleving van volwassen geboren granule cellen van de dentate gyrus kan verhogen door dendritische plasticiteit 9, 13. Dit laatste punt is er veel belangstelling verzameld als gevolg van de groeiende hoeveelheid literatuur die aangeeft dat cardiovasculaire training bevordert volwassen neurogenese in zowel de gezonde en beschadigde hersenen 15, 16, 17, 18. Wiel draait (WR) is een eenvoudig te implementeren op vrijwillige basis cardiovasculaire activiteit die is gebleken bij diermodellen van neurologische aandoeningen of veroudering 17, 19, 20 te zijn. WR beïnvloedt de expressie van groeifactoren in zowel het centrale als perifere zenuwstelsel 21, 22, 23.
De combinatie van (later) WR en EC in een "superintervention" (WR-EC) (dat wil zeggen 12 dagen van WR, gevolgd door 30 dagen in de EG) biedt een robuuste stijging van de hippocampus volwassen neurogenese en verhoogde overleving van de pas verspreidden cellen 8, de blijkt dat in het diermodel van FASD niet wordt bereikt door individuele componenten (zie hieronder). Aangezien beide onderdelen van de WR-EC gevolgen hebben voor een divers scala aan structuren binnen de hersenen 13 (WR beoordeeld in 22, EC beoordeeld in 24), de implementatie van deze interventie kan eenvoudig worden toegepast op knaagdieren modellen van zowel de ontwikkelings- en het latere leven ontstaan modellen van neurologische nierfunctie (bv neonatale blootstelling aan alcohol, vergrijzing, vroege leven stress).
nt "> Integratie van WR-EC in de adolescentie en vroege volwassen periode (dat wil zeggen, postnatale dagen 30-72) kan een aantal van de negatieve effecten van een rat model van foetale alcohol spectrum stoornissen (FASDs) te verbeteren 8 Een verzameling van studies hebben. aangetoond dat knaagdieren blootgesteld aan alcohol van postnatale dag (PD) 4 tot 9 tonen grote tekortkomingen neuroanatomical maatregelen zoals dendritische complexiteit 25, cerebellaire ontwikkeling 26, 27 en neuroimmune responsiviteit 28 en manifestaties van verminderde leren en geheugen 29, 30, 31 . Zelfs een verminderde hoeveelheid alcohol blootstelling binnen dit tijdvenster (dwz PD 7 tot en met 9) kan leiden tot tekorten in het leren en het geheugen bij adolescente en volwassen ratten 32, terwijl sommige structuren niet meer zien sigcante neuroanatomische impairment 27. Veel van deze tekorten – in aanvulling op gedrags impairments in hippocampus-afhankelijke taken – zijn verzacht na blootstelling aan deze WR-EC paradigma 8, 33 of WR alleen 25, 31. Hoewel WR staan een veelgebruikt interventie is de combinatie van WR-EC nog niet toegepast in de literatuur, ondanks het vermogen om de voordelen van WR 8 relatief korte termijn te ondersteunen. Dit artikel zal de uitvoering van de WR-EG-interventie tijdens de adolescentie te bespreken. Hoewel dit paradigma wordt gebruikt in de context van vroege postnatale blootstelling aan alcohol kan worden ingevoerd om verschillende knaagdiermodellen te hersenpotentiaal van neuroplasticiteit van modellen van hersenaandoeningen beoordelen.In het bovenstaande protocol, hebben we aangetoond een doelmatige interventie om neuroanatomisch tekorten na neonatale blootstelling aan alcohol te redden. Deze ingreep kan worden gebruikt als therapeutisch andere diermodellen vanwege de robuustheid van elk van de componenten van de interventie. Vrijwillige cardiovasculaire activiteit in de vorm van WR is aangetoond dat verschillende gedragsuitkomsten 38, 39 en voordeel induceren functionele plastic veranderinge…
The authors have nothing to disclose.
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.
Female Time-pregnant Long Evans Rats | Envigo (Formerly: Harlan, Inc.) | Average litter size is 8-10 pups | |
Black India Ink | Higgins (Chartpak, Inc.) | 44201 | |
Syringes and Injection Needles | Becton, Dickinson and Company (BD) | Assorted | For injection of pawmarking ink, administration of milk-alcohol solution |
Ear Punch | Kent Scientific Corporation | INS750076 | |
Running Wheels | Wahmann Labs | Wahmann Running Wheel is discontinued. Substitute with One per cage | |
EC Cage | Martin's Cages, Inc. | R-695 | |
Small EC Toys | Assorted | ||
Medium EC Toys | Assorted | Should be able to fit 1-2 rats inside of/ on top of object | |
Large EC Toys | Assorted | Should be able to fit 3 or more rats inside of/on top of object |