ممارسة القلب والأوعية الدموية وتحفيز الخبرات في بيئة معقدة لها فوائد إيجابية على تدابير متعددة من المرونة العصبية داخل الدماغ القوارض. هذه المادة سوف يناقش تنفيذ هذه التدخلات بأنها "superintervention" الذي يجمع بين تشغيل عجلة وتعقد البيئة وستتناول القيود المفروضة على هذه التدخلات.
التمارين الرياضية (على سبيل المثال، عجلة تشغيل (WR) المستخدمة على نطاق واسع في البحوث الحيوانية) يؤثر إيجابا تدابير عديدة من إمكانات المرونة العصبية في الدماغ، مثل معدلات تكوين الخلايا العصبية الكبار، الأوعية الدموية، والتعبير عن عوامل عصبية في القوارض. وقد تبين أيضا هذا التدخل للتخفيف من الجوانب السلوكية وتشريحي عصبي من الآثار السلبية للteratogens (أي التعرض التنموي على الكحول) والتنكس العصبي المرتبط بالعمر في القوارض. وقد تبين تعقيد البيئة (EC) لإنتاج العديد من الفوائد المرونة العصبية في الهياكل القشرية وتحت القشرية ويمكن أن يقترن مع عجلة دوارة لزيادة انتشار وبقاء خلايا جديدة في الحصين الكبار. الجمع بين هذه التدخلات اثنان يوفر "superintervention" قوية (WR-EC) والتي يمكن تنفيذها في مجموعة من نماذج القوارض من الاضطرابات العصبية. وسوف نناقش تنفيذ WR / EC والمكونة لها فيterventions لاستخدامها بوصفها التدخل العلاجي أكثر قوة في الفئران باستخدام نموذج حيواني من تعرض الجنين للكحول في البشر. سنناقش أيضا الذي عناصر من إجراءات ضرورية للغاية لتدخلات ويمكن تغييرها تلك التي يتوقف على سؤال أو مرافق مجرب.
المعروف منذ وقت طويل تربية في بيئات مختلفة لإحداث تغييرات في مختلف التدابير العافية العصبية. العديد من الدراسات نظرة على الآثار المفيدة للتربية في بيئة معقدة (EC) بدءا من البحوث الرائدة التي كتبها الماس وروزنويج (على سبيل المثال، 1، 2) وجرينوف (على سبيل المثال، 3، 4). وقد تجلى EC أن يكون لها آثار إيجابية لا يمكن إنكارها على التغييرات متشابك والخلوية في الدماغ 5، 6، 7. المفوضية الأوروبية يمكن أن تؤثر على عدد وافر من مناطق الدماغ بما في ذلك الحصين 8 و 9 و القشرة البصرية 10، 11، المخطط البطني 12، 13، وكذلكوظيفة neuroimmune على نطاق الدماغ (إعادة النظر في 14). وقد وضعت أهمية خاصة من الدراسات حول الحصين بعد أن تبين لها أن الاتحاد الأوروبي يمكن أن تزيد من معدل البقاء على قيد الحياة من الخلايا الحبيبية المولد الكبار من التلفيف المسنن من خلال اللدونة شجيري 9 و 13. وقد جمعت هذه النقطة الأخيرة الكثير من الاهتمام نظرا لمجموعة متزايدة من الأدبيات تشير إلى أن ممارسة القلب والأوعية الدموية وتشجع تكوين الخلايا العصبية الكبار في كل من صحية وتلف الدماغ 15، 16، 17، 18. تشغيل عجلة (WR) هو وسيلة سهلة لتنفيذ شكل من أشكال النشاط الطوعي القلب والأوعية الدموية التي ثبت أن يكون مفيدا في نماذج القوارض من اضطرابات عصبية أو الشيخوخة 17، 19، 20. WR يؤثر على التعبير من عوامل النمو في كل من النظام المركزي والمحيطي العصبي 21، 22، 23.
الجمع بين (لاحقا) WR والمفوضية الأوروبية إلى "superintervention" (WR-EC) (أي 12 يوما من WR تليها 30 يوما في EC) يوفر زيادة قوية في تكوين الخلايا العصبية الكبار قرن آمون وزيادة بقاء الخلايا انتشرت حديثا 8، أثر ذلك في نموذج حيواني من FASD لم يتحقق من قبل المكونات الفردية (أنظر أدناه). لأن كلا من مكونات WR-EC تؤثر مجموعة متنوعة من الهياكل داخل الدماغ 13 (WR استعراضها في 22، والمفوضية الأوروبية التي استعرضت في 24)، ويمكن بسهولة أن تطبق تنفيذ هذا التدخل إلى نماذج القوارض في كل من الحياة نماذج الظهور التنموية وفي وقت لاحق من العصبية انخفاض (على سبيل المثال، تعرض الكحول الأطفال حديثي الولادة، والشيخوخة، والإجهاد الحياة في وقت مبكر).
الإقليم الشمالي "> دمج WR-EC في فترات المراهقة وأوائل الكبار (أي أيام بعد الولادة 30-72) يمكن أن يخفف من بعض الآثار السلبية للنموذج الفئران من اضطرابات الكحول الطيف الجنين (FASDs) 8 مجموعة من الدراسات. أثبتت أن القوارض يتعرض لالكحول من يوم ما بعد الولادة (PD) من 4 إلى عجز كبير 9 العرض في التدابير تشريحي عصبي مثل تعقيد شجيري 25، والتنمية المخيخ 26 و 27 و الاستجابة neuroimmune 28 وكذلك مظاهر ضعف في التعلم والذاكرة 29، 30، 31 وحتى خفض كمية من التعرض للكحول ضمن هذا الإطار الوقت (أي PD 7 إلى 9) يمكن أن يؤدي إلى عجز في التعلم والذاكرة في المراهقين والكبار الفئران 32 في حين أن بعض الهياكل لم تعد ترى سيجnificant ضعف تشريحي عصبي 27. تم تخفيفها بعد التعرض لهذا النموذج WR-EC 8، 33 أو WR وحدها 25، 31 – كثير من هذه العجوزات – بالإضافة إلى ضعف السلوكية في المهام التي تعتمد على الحصين. على الرغم من أن WR وحدها كانت تدخل المستخدمة على نطاق واسع، لم تستخدم مزيج من WR-EC في الأدب على الرغم من قدرته على الحفاظ على الفوائد قصيرة الأجل نسبيا من WR 8. هذه المادة سوف يناقش تنفيذ تدخل WR-EC خلال فترة المراهقة. على الرغم من أن يستخدم هذا النموذج في سياق أوائل التعرض للكحول بعد الولادة، يمكن أن تكون على قدم نماذج مختلفة من القوارض لتقييم إمكانات الدماغ عن المرونة العصبية في نماذج من اضطرابات الدماغ.في البروتوكول أعلاه، أثبتنا التدخل المناسب لانقاذ عجز تشريحي عصبي بعد التعرض الكحول حديثي الولادة. هذا التدخل يمكن أن تستخدم العلاجية في النماذج الحيوانية الأخرى نظرا لمتانة كل عنصر من العناصر للتدخل. وقد تبين نشاط القلب والأوعية الدموية الطوعي في شكل WR للاستفادة ع…
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 |