Name: wheel running and environmental complexity as a therapeutic intervention in an animal model of fasd
Uploaded: 2017-02-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 9 s
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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.

Ethik-Statement: Das folgende Protokoll von der Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) der University of Delaware genehmigt wurde. 1. Entwicklungs Exposure (oder Modell von Binge-wie Ethanol Exposure) <ol><li> Auf PD3 bestimmen das Geschlecht eines jeden Tieres und Quer fördern alle Tiere bei Bedarf Wurfgröße (8 Tiere) und Geschlechtsverteilung (4 Rüden: 4 Frauen) konsistent zu halten in jedem Wurf. HINWEIS: Es ist wichtig, Wurfgröße und Geschlechtsverteilung so konsistent wie möglich experimentelle verwechselt zu halten zu vermeiden. Obwohl dieses Protokoll 8 Welpen (4 Männer und 4 Frauen) verwendet pro Wurf, alternative Wurfgrößen oder Geschlechtsverteilungen können auf die Bedürfnisse des experimentellen Design angepasst werden. </li><li> Subkutan injizieren eine kleine Menge von schwarzen Tusche in die Pfoten in jedem Wurf Tiere zu identifizieren. </li><li> Pseudo-Zufallsprinzip zuweisen Würfe als Versuchs (mit 50% Alkohol-exponierten (AE) und 50% Sham-intubiert Kontrolle (SI) pups) oder säugen Regelung (SC) (Tiere, die, Schwanz Clipping oder Trennung Protokolle von PD 4 keine Intubation unterziehen - 9, außer für den täglichen Wiegen und Ohr-Stanzen). <ol><li> Um eine konsistente Gruppengröße behalten, weisen doppelt so viele experimentelle Würfe als SC Würfe. </li></ol></li><li> Wiegen Sie jedes Tier zurückkehren es dann in seinen Heimkäfig. Tierwiegung sollte täglich während der Intubationsdauer (PD 4-9) auftreten. <ol><li> Entfernen Sie den ganzen Wurf aus dem Damm. </li><li> Legen Sie Welpen auf Heizkissen. </li><li> Das Gewicht jedes einzelnen Welpen. </li></ol></li><li> Auf PD4, nachdem jedes Tier mit einem Gewicht von die notwendige Alkoholmenge für insgesamt 5,25 g / kg / Tag pro jedem Tier (basierend auf pup Gewicht von Schritt 1.4) 8 berechnen. <ol><li> Verabreichen Alkohol als 11,9% Ethanol-in-Milchersatz (vol / vol). </li></ol></li><li> Beginnend um 9 Uhr, entfernen Sie von der Mutter zu einer Zeit, ein Wurf Welpen. </li><li> Verabreichen Sie die Ethanol-in-Milch zu jedem AE pup <li> Sham-intubieren jeder SI Welpe 8. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 1.5. durch 1.8. Für jeden experimentellen Wurf. </li><li> Zwei Stunden nach der ersten Dosis, wiederholen Sie den Dosiervorgang (Schritte 1.5 bis 1.8) für einen zweiten Alkohol-Dosis. </li><li> Eineinhalb Stunden nach der zweiten Dosis Alkohol (der Punkt , an dem Spitzen täglichen Blutalkoholgehalt erreicht wird), zu sammeln und Zentrifuge Blut aus den AE und SI Welpen über Schwanz für zukünftige Blutalkoholgehalt Analyse Clipping - 35. <ol><li> Sammeln Sie 60 ul Blut. </li><li> Legen Sie Blut in einem 1 ml Reaktionsgefäß. Zentrifuge Blut bei 1,5 g für 25 min. </li><li> Vorsichtig sammeln für zukünftige Blutalkoholgehalt Analyse der Überstand Serum aus dem Zentrifugenröhrchen und sparen. </li></ol></li><li> Wiederholen Sie den Dosiervorgang (Schritte 1,5 bis 1,8) unter Verwendung von Milch anstelle von Ethanol-in-Milch Ernährungsdefizite in AE von Pflege Unfähigkeit zu verhindernWelpen. <ol><li> Führen Sie eine Gesamtzahl von 2 zusätzlichen Milchdosen 2 h auseinander liegen, auf PD 4. </li></ol></li><li> Wiederholen Sie die Schritte 1.4 bis 1.12 (außer Schritt 1.11) auf PD 5 bis 9. </li><li> Nach dem abschließenden Ergänzungsmilchdosis auf PD9, Punsch Ohr alle Welpen zur Identifikation in der EG-Käfig. <ol><li> Koordinaten gestanzt Ohr mit einem gewissen Maß an Streu - Nummer oder Kennung (zB ungeraden Würfe innerhalb einer Kohorte würde ihr linkes Ohr bekommen gestanzt , während Tiere aus geradzahlige Würfe würden ihre rechte Ohr bekommen gestanzt). Dadurch wird es einfacher, Tiere zu identifizieren, in dem EG-Käfig sollte mehrere Tiere aus verschiedenen Würfen haben die gleiche pawmark Muster. </li></ol></li></ol> 2. Weaning <ol><li> Auf PD 23, Haus alle Tiere in Käfigen von 2 - 3. <ol><li> Stellen Sie sicher, dass alle im selben Käfig untergebracht Tiere gleichen Geschlechts sind. </li><li> Fügen Sie ein SC, ein SI, und ein AE Tier pro Käfig, wenn möglich. </li><li> Minimieren Sie die Anzahl der Käfiggenossen than sind aus dem gleichen Wurf. </li><li> Stellen Sie sicher, dass alle Tiere für den Zugriff auf Nahrung und Wasser in der Lage sind. </li></ol></li></ol> 3. Rad-Lauf <ol><li> Auf PD30, weisen die Hälfte der Käfige mit den Tieren zu WR. Haus diese Tiere in Käfigen mit einem freien Zugang zu befestigten Edelstahl Laufrad. <ol><li> Stellen Sie sicher, dass die Räder einen Zähler haben die Gesamtzahl der Umdrehungen zu beurteilen. </li></ol></li><li> Wiegen Sie alle Tiere auf PD 30 und PD 36. </li><li> Überprüfen Sie die Anzahl der Umdrehungen jedes Rades um 9 Uhr jeden Tag. </li><li> Lassen Sie Tiere in ihrem jeweiligen Gehäuse Zustand für 12 Tage. </li></ol> 4. Umwelt Komplexität <ol><li> Bereiten Sie die EG-Käfig vor 9.00 Uhr an dem Tag, an PD 42 für Versuchstiere entspricht. <ol><li> Holen Sie sich ein 30 &quot;x 18&quot; x 36 &quot;verzinkte Stahlkäfig. HINWEIS: Der Käfig mehrere Ebenen haben sollte, der Lage sein, das Gewicht von mehreren Ratten unterstützen, mit Standard gefüllt werdenBettwäsche und haben mehrere Standorte Wasserflaschen und Futterspender zu befestigen. </li><li> Setzen Sie neue, bunte Objekte von variablen Größen und Formen in den Käfig. <ol><li> Legen Sie 6 große Spielzeug in der EG-Käfig. Stellen Sie sicher, dass jedes Spielzeug groß genug für 3 oder mehr Ratten ist mit gleichzeitig zu interagieren. </li><li> Legen Sie 6 Medium Spielzeug in der EG-Käfig. Stellen Sie sicher, dass jedes Spielzeug ist groß genug für 3 bis 4 Ratten mit gleichzeitig zu interagieren. </li><li> Legen Sie eine Menge (mindestens 20) von kleiner Spielzeug im EG-Käfig. </li><li> Verwenden Sie Spielzeug mit unterschiedlichen Farben, Formen, Größe usw. Neuheit dieser Intervention kritisch ist (siehe Diskussion). </li></ol></li><li> Legen Sie zwei Gerichte von Lebensmitteln an entgegengesetzten Enden des Käfigs. </li><li> Platzieren zwei Flaschen Wasser an den gegenüberliegenden Enden des Käfigs. </li></ol></li><li> Um 9 Uhr am PD 42, wiegen alle Tiere und die WR Tiere auf den EG-Käfig zu verlagern. 12 Tiere - Jedes EG-Käfig sollte 9 enthalten. <ol><li> Stellen Sie sicher, dass keine Tiere haben beide die gleiche pawmark und Ohr-punch Muster. </li></ol></li><li> Überprüfen Sie alle Lebensmittel und Wasser täglich. </li><li> Alle zwei Tage entfernen Sie das Spielzeug aus dem EG-Käfig und ersetzen sie (gemäß Schritt 4.1.2.). </li><li> Alle drei Tage, reinigen Sie die EG-Käfig. <ol><li> Entfernen Sie die Tiere aus dem EG-Käfig und legte sie in temporären Haltekäfigen von 2 - 3 Tiere. </li><li> Entfernen all der Betten aus dem Boden des Käfigs. </li><li> Bringen Sie die gleiche Spielzeug in den Käfig, es sei denn dieser Tag mit dem Spielzeug Ersatz Zeitplan übereinstimmt (nach 4.4 zu Schritt.). </li><li> Ersetzen Sie alle Lebensmittel und Wasser. </li><li> Ersetzen Sie die Ratten in den EG-Käfig. </li></ol></li></ol> 5. Collect Tissue HINWEIS: Gewebesammlung (zB Perfusion mit Paraformaldehyd) und Speicherung (beispielsweise Gefrieren, Paraffineinbettung) kann mit einer Vielzahl von Methoden durchgeführt werden. Im Folgenden wird der Prozess der Perfusion mit 4% Paraformaldehyd in 0,1 M Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (4% Paraformaldehyd in PBS erklären) Lösung 8. Achtung: Paraformaldehyd ist krebserregend und können auch Hautreizungen, allergische Hautreaktionen oder Augenschäden verursachen. Verwenden Sie geeignete Schutzbrille / Hautschutz. <ol><li> Expose eine Ratte in einer Zeit, um das Tier zu betäuben leicht zu Isofluran. </li><li> Intraperitoneal injizieren, um die Ratte mit 2 ml / kg Ketamin / Xylazin-Mischung (1,5 ml Xylazin mit 10 ml Ketamin gemischt). HINWEIS: Ketamin und Xylazin beide auf Lager Konzentrationen von 100 mg / ml vor Injektions Mischung kombiniert. </li><li> Sobald Ratte nicht mehr reagiert, perfundieren das Tier mit 0,1 M phosphatgepufferter Salzlösung (PBS; pH = 7,2), gefolgt von 4% Paraformaldehyd in PBS (pH = 7,2). </li><li> Entfernen Sie Gehirn und Speicher in 4% Paraformaldehyd in PBS bei 4 ° C für 48 Stunden. </li><li> Nach 2 Tagen Übertragung auf Lösung von 30% Sucrose zugesetzt 4% Paraformaldehyd in PBS bei 4 ° C. </li></ol>

The authors have nothing to disclose.

In dem obigen Protokoll haben wir gezeigt, eine sinnvolle Intervention folgende neuroanatomischen Defizite Neugeborenen Alkoholexposition zu retten. Dieser Eingriff kann aufgrund der Robustheit der jede der Komponenten des Eingriffs in anderen Tiermodellen als Therapeutikum verwendet werden. Freiwilligen kardiovaskuläre Aktivität in Form von WR wurde 38 mehrere Verhaltensergebnisse gezeigt profitieren, 39 und funktionelle Kunststoff Veränderungen in Gehirnreg...

Aufzucht in verschiedenen Umgebungen ist seit langem bekannt in verschiedenen Maßnahmen von neurologischen Wellness Veränderungen zu verursachen. Viele Studien Blick auf die positiven Auswirkungen der in einer komplexen Umgebung (EG) Aufzucht mit bahnbrechende Forschung von Diamond und Rosenzweig beginnen (zB 1, 2) und Greenough (Beispielsweise 3, 4). EG hat sich gezeigt , 6 im Gehirn 5, eine unbestreitbare positive Auswirkungen auf die synaptische und zelluläre Veränderungen zu haben, 7. EG kann eine Vielzahl von Hirnregionen beeinflussen , einschließlich der Hippocampus 8, 9 und visuellen Kortex 10, 11, ventralen Striatum 12, 13, sowiewie Gehirn weite Neuroimmun - Funktion (in 14 überprüft). Von besonderem Interesse ist aus den Untersuchungen an Hippocampus entwickelt , wenn es wurde gezeigt , dass die EG die Überlebensrate der erwachsenen geborenen Körnerzellen des Gyrus dentatus durch dendritische Plastizität 9, 13 zu erhöhen. Dieser letzte Punkt hat angibt viel Interesse auf Grund der wachsenden Körper der Literatur gesammelt , dass Ausdauertraining adulten Neurogenese sowohl in der gesunden und geschädigten Gehirn 15, 16, 17, 18 fördert. Radfahr (WR) ist eine einfache Form der freiwilligen kardiovaskuläre Aktivität zu implementieren , die in Nagetiermodellen von neurologischen Erkrankungen als vorteilhaft gezeigt hat, oder Alterungs 17, 19, 20. WR wirkt sich auf die Expression von Wachstumsfaktoren<html> sowohl im zentralen und peripheren Nervensystem 21, 22, 23. Die Kombination von (später) WR und EG in eine &quot;superintervention&quot; (WR-EC) (dh 12 Tagen um 30 Tage in EG des WR) bietet eine robuste Zunahme des Hippocampus - adulten Neurogenese und ein verlängertes Überleben der neu proliferierten Zellen 8, die die Wirkung der einzelnen Komponenten erreicht im Tiermodell von FASD nicht (siehe unten). Da beide Komponenten von WR-EC eine Vielfalt von Strukturen innerhalb des Gehirns 13 beeinflussen (WR in 22 überprüft, überprüft EC in 24), die Umsetzung dieser Maßnahme leicht zu Nagetiermodellen beider Entwicklungs- und späteren Leben Beginn Modelle von neurologischen angewendet werden kann , Beeinträchtigung (zB neonatale Exposition Alkohol, Altern, Stress frühen Leben). nt &quot;&gt; Integration von WR-EC in den Jugendlichen und jungen Erwachsenen Perioden (dh postnatalen Tag 30 bis 72) können einige der negativen Auswirkungen eines Rattenmodell der fetalen Alkohol - Spektrum - Störungen verbessern (FASDs) 8 Eine Sammlung von Studien haben. gezeigt , dass 31 bis Alkohol aus postnatalen Tag (PD) 4 bis 9 Anzeige erhebliche Defizite in neuroanatomischen Maßnahmen wie dendritischen Komplexität 25, des Kleinhirns Entwicklung 26, 27 und Neuroimmun - Ansprechbarkeit 28 sowie Manifestationen von beeinträchtigter Lernen und Gedächtnis 29, 30, ausgesetzt Nagetiere . Auch eine reduzierte Menge an Alkohol - Exposition innerhalb dieses Zeitfensters (dh PD 7 bis 9) nicht mehr auf Defizite in Lernen und Gedächtnis führen bei jugendlichen und erwachsenen Ratten 32 , während einige Strukturen sig sehenwerten Beeinträchtigung neuroanatomische 27. Viele dieser Defizite - zusätzlich zu Verhaltensstörungen bei Hippocampus-abhängigen Aufgaben - wurden 8, 33 oder WR allein 25, 31 nach Exposition mit diesem WR-EC Paradigma gemildert. Obwohl allein WR eine weit verbreitete Intervention gewesen ist, hat sich die Kombination von WR-EG noch nicht in der Literatur trotz seiner Fähigkeit verwendet worden 8 die relativ kürzer fristigen Vorteile der WR aufrecht zu erhalten. Dieser Artikel wird die Umsetzung des WR-EG-Intervention während der Adoleszenz zu diskutieren. Obwohl dieses Paradigma im Kontext der frühen postnatalen Exposition Alkohol verwendet wird, kann es zu verschiedenen Nagetiermodellen eingeführt werden, um Gehirnpotenziale neuroplasticity in den Modellen von Hirnerkrankungen zu beurteilen.

<table><tbody><tr><td>Female Time-pregnant Long Evans Rats</td><td>Envigo (Formerly: Harlan, Inc.)</td><td></td><td>Average litter size is 8 - 10 pups</td></tr><tr><td>Black India Ink</td><td>Higgins (Chartpak, Inc.)</td><td>44201</td><td></td></tr><tr><td>Syringes and Injection Needles</td><td>Becton, Dickinson and Company (BD)</td><td>Assorted</td><td>For injection of pawmarking ink, administration of milk-alcohol solution</td></tr><tr><td>Ear Punch</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>INS750076</td><td></td></tr><tr><td>Running Wheels</td><td>Wahmann Labs</td><td></td><td>Wahmann Running Wheel is discontinued. One per cage.</td></tr><tr><td>EC Cage</td><td>Martin&#039;s Cages, Inc.</td><td>R-695</td><td></td></tr><tr><td>Small EC Toys</td><td>Assorted</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Medium EC Toys</td><td>Assorted</td><td></td><td>Should be able to fit 1 - 2 rats inside of/on top of object</td></tr><tr><td>Large EC Toys</td><td>Assorted</td><td></td><td>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

Aerobic - Übungen (zB Rad läuft (WR) ausgiebig in der Tierforschung) einen positiven Einfluss auf viele Maßnahmen von neuroplastische Potenzial im Gehirn, wie der Zahl der adulten Neurogenese, Angiogenese, und die Expression von neurotrophen Faktoren bei Nagern. Dieser Eingriff wurde auch Verhaltens- und neuroanatomische Aspekte der negativen Auswirkungen von teratogens (dh Entwicklungs Exposition gegenüber Alkohol) und altersbedingte Neurodegeneration bei Nagetieren zu mildern gezeigt. Umwelt Komplexität (EG) wurde mit zahlreichen neuroplastische Vorteile in kortikalen und subkortikalen Strukturen zu erzeugen, dargestellt und können mit Radfahr gekoppelt werden, um die Proliferation und das Überleben von neuen Zellen im erwachsenen Hippocampus zu erhöhen. Die Kombination dieser beiden Maßnahmen bietet eine robuste &quot;superintervention&quot; (WR-EC), die in einem Bereich von Nagetiermodellen von neurologischen Störungen durchgeführt werden kann. Wir werden die Umsetzung von WR / EG und ihren konstituierenden diskutieren inInterventionen für den Einsatz als leistungsfähigeren therapeutische Intervention bei Ratten, die das Tiermodell der pränatalen Exposition gegenüber Alkohol beim Menschen verwendet wird. Wir werden diskutieren, auch, welche Elemente der Verfahren unbedingt notwendig sind für die Eingriffe und welche verändert werden kann, abhängig von der Frage des Experimentators oder Einrichtungen.

Um die Wirkung des Super Intervention beurteilen zu können, müssen wir die Auswirkungen jedes seiner Bestandteile zu finden - WR und EC - auf unserer Maßnahmen von Interesse. Die 1 bis 3 (unten) in einer früheren Publikation erschien 8 dieses Paradigma nutzen. Abbildung 4 erschien in einer Doktorarbeit 36. Diese Daten zeigen die Auswirkungen der WR-EC auf Hippokampus-adulten Neurogenese...

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

Herz-Kreislauf Training und anregend Erfahrungen in einem komplexen Umfeld haben positive Auswirkungen auf mehrere Maßnahmen der Neuroplastizität im Gehirn von Nagetieren. Dieser Artikel wird die Umsetzung dieser Maßnahmen als &quot;superintervention&quot; diskutieren, die Radfahr und Umwelt Komplexität kombiniert und die Grenzen dieser Interventionen begegnen.

Rad-Laufen und Umwelt Komplexität als therapeutische Intervention in einem Tiermodell der FASD

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

wheel-running-environmental-complexity-as-therapeutic-intervention-an

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Behavior

6.7K Aufrufe.  University of Delaware.  Herz-Kreislauf Training und anregend Erfahrungen in einem komplexen Umfeld haben positive Auswirkungen auf mehrere Maßnahmen der Neuroplastizität im Gehirn von Nagetieren. Dieser Artikel wird die Umsetzung dieser Maßnahmen als "superintervention" diskutieren, die Radfahr und Umwelt Komplexität kombiniert und die Grenzen dieser Interventionen begegnen. 

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

Moderate Prenatal Alcohol Exposure and Quantification of Social Behavior in Adult Rats

Alterations in social behavior are among the major negative consequences observed in children with Fetal Alcohol Spectrum Disorders (FASDs). Several independent laboratories have demonstrated robust alterations in the social behavior of rodents exposed to alcohol during brain development across a wide range of exposure durations, timing, doses, and ages at the time of behavioral quantification. Prior work from this laboratory has identified reliable alterations in specific forms of social interaction following moderate prenatal alcohol exposure (PAE) in the rat that persist well into adulthood, including increased wrestling and decreased investigation. These behavioral alterations have been useful in identifying neural circuits altered by moderate PAE1, and may hold importance for progressing toward a more complete understanding of the neural bases of PAE-related alterations in social behavior. This paper describes procedures for performing moderate PAE in which rat dams voluntarily consume ethanol or saccharin (control) throughout gestation, and measurement of social behaviors in adult offspring.

The goal of the protocol presented here is to describe procedures to expose rats to moderate levels of alcohol during prenatal brain development and to quantify resulting alterations in social behavior during adulthood.

Moderate Pränatale Alkoholexposition und Quantifizierung von Sozialverhalten bei erwachsenen Ratten

Alterations in social behavior are among the major negative consequences observed in children with Fetal Alcohol Spectrum Disorders (FASDs). Several ...

Forschung

Verhalten

Using the Activity-based Anorexia Rodent Model to Study the Neurobiological Basis of Anorexia Nervosa

Anorexia nervosa (AN) is a psychiatric illness characterized by excessively restricted caloric intake and abnormally high levels of physical activity. A challenging illness to treat, due to the lack of understanding of the underlying neurobiology, AN has the highest mortality rate among psychiatric illnesses. To address this need, neuroscientists are using an animal model to study how neural circuits may contribute toward vulnerability to AN and may be affected by AN. Activity-based anorexia (ABA) is a bio-behavioral phenomenon described in rodents that models the key symptoms of anorexia nervosa. When rodents with free access to voluntary exercise on a running wheel experience food restriction, they become hyperactive &#8211; running more than animals with free access to food. Here, we describe the procedures by which ABA is induced in adolescent female C57BL/6 mice. On postnatal day 36 (P36), the animal is housed with access to voluntary exercise on a running wheel. After 4 days of acclimation to the running wheel, on P40, all food is removed from the cage. For the next 3 days, food is returned to the cage (allowing animals free food access) for 2 hr daily. After the fourth day of food restriction, free access to food is returned and the running wheel is removed from the cage to allow the animals to recover. Continuous multi-day analysis of running wheel activity shows that mice become hyperactive within 24 hr following the onset of food restriction. The mice run even during the limited time during which they have access to food. Additionally, the circadian pattern of wheel running becomes disrupted by the experience of food restriction. We have been able to correlate neurobiological changes with various aspects of the animals&#8217; wheel running behavior to implicate particular brain regions and neurochemical changes with resilience and vulnerability to food-restriction induced hyperactivity.

Here we present a protocol to induce activity-based anorexia (ABA) in female adolescent mice. ABA is a condition of hyperactivity evoked by imposing food restriction on rodents with access to a running wheel. This phenomenon is being used as a model to study the underlying neurobiology of anorexia nervosa.

Unter Verwendung des Activity-based Anorexia Nagetiermodell die neurobiologischen Grundlagen von Anorexia Nervosa Study

Anorexia nervosa (AN) is a psychiatric illness characterized by excessively restricted caloric intake and abnormally high levels of physical activity. A ...

Novel Object Exploration as a Potential Assay for Higher Order Repetitive Behaviors in Mice

Restricted, repetitive behaviors (RRBs) are a core feature of autism spectrum disorder (ASD) and disrupt the lives of affected individuals. RRBs are commonly split into lower-order and higher-order components, with lower order RRBs consisting of motor stereotypies and higher order RRBs consisting of perseverative and sequencing behaviors. Higher order RRBs are challenging to model in mice. Current assays for RRBs in mice focus primarily on the lower order components, making basic biomedical research into potential treatments or interventions for higher-order RRBs difficult. Here we describe a new assay, novel object exploration. This assay uses a basic open-field arena with four novel objects placed around the perimeter. The test mouse is allowed to freely explore the arena and the order in which the mouse investigates the novel objects is recorded. From these data, patterned sequences of exploration can be identified, as can the most preferred object for each mouse. The representative data shared here and past results using the novel object exploration assay illustrate that inbred mouse strains do demonstrate different behavior in this assay and that strains with elevated lower order RRBs also show elevated patterned behavior. As such, the novel object exploration assay appears to possess good face validity for higher order RRBs in humans and may be a valuable assay for future studies investigating novel therapeutics for ASD.

Higher order restricted, repetitive behaviors (RRBs) disrupt the lives of affected individuals. These behaviors are challenging to model in rodents, making basic biomedical research into potential treatments or interventions for RRBs difficult. Here we describe novel object exploration as a potential assay for higher order RRBs in mice.

Novel Object Exploration als Potential Assay für höherer Ordnung Repetitive Verhalten bei Mäusen

Restricted, repetitive behaviors (RRBs) are a core feature of autism spectrum disorder (ASD) and disrupt the lives of affected individuals.  RRBs are ...

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

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 for reducing the severity of the effects of the stroke&#160;in rats. This system provides more effective animal exercise training than commercially available systems such as treadmills and motorized running wheels (MRWs). In contrast to an MRW that can only achieve speeds below 20 m/min, rats are permitted to run at a stable speed of 30 m/min on a more spacious and high-density rubber running track supported by a 15 cm wide acrylic wheel with a diameter of 55 cm in this work. Using a predefined adaptive acceleration curve, the system not only reduces the operator error but also trains the rats to run persistently until a specified intensity is reached. As a way to evaluate the exercise effectiveness, real-time position of a rat is detected by four pairs of infrared sensors deployed on the running wheel. Once an adaptive acceleration curve is initiated using a microcontroller, the data obtained by the infrared sensors are automatically recorded and analyzed in a computer. For comparison purposes, 3 week training is conducted on rats using a treadmill, an MRW and a PRW. After surgically inducing middle cerebral artery occlusion (MCAo), modified neurological severity scores (mNSS) and an inclined plane test were conducted to assess the neurological damages to the rats. PRW is experimentally validated as the most effective among such animal mobility systems. Furthermore, an exercise effectiveness measure, based on rat position analysis, showed that there is a high negative correlation between the effective exercise and the infarct volume, and can be employed to quantify a rat training in any type of brain damage reduction&#160;experiments.

This study presents an innovative running wheel-based animal mobility system to quantify an effective exercise activity in rats. A rat-friendly testbed is built, using a predefined adaptive acceleration curve, and a high correlation between the effective exercise rate and the infarct volume suggests the protocol&#39;s potential for stroke prevention experiments.

Eine innovative Laufrad-basierten Mechanismus für die Verbesserung der Ratte Trainingsleistung

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 ...

Assessing Activity-based Anorexia in Mice

Rodents develop activity-based anorexia (ABA) when exposed to a restricted feeding schedule and allowed free access to a running wheel. These conditions lead to a life-threatening reduction in body weight. However, rodents exposed to only one of these conditions ultimately adapt to re-establish normal body weight. Although increased running coupled with reduction in voluntary food intake appear paradoxical under ABA conditions, ABA behavior is observed across numerous mammalian species. 
The ABA paradigm provides an animal model for anorexia nervosa (AN), an eating disorder with severe dysregulation of appetite-behavior. Subjects are singly housed with free access to a running wheel. Each day, the subject is offered food for a limited amount of time. During the course of the experiment, a subject's body weight decreases from high activity and low caloric intake. The duration of the study varies based on how long food is offered daily, the type of food offered, the strain of mouse, if drugs are being tested, and environmental factors.
A lack of effective pharmacological treatments for AN patients, their low quality of life, high cost of treatment, and their high mortality rate indicate the urgency to further research AN. We provide a basic outline for performing ABA experiments with mice, offering a method to investigate AN-like behavior in order to develop novel therapies. This protocol is optimized for use in Balb/cJ mice, but can easily be manipulated for other strains, providing great flexibility in working with different questions, especially related to genetic factors of ABA.

Mice individually housed with a running wheel while given limited access to food develop reductions in food consumption and increase activity on the running wheel. This experimental phenomenon is called activity-based anorexia. This paradigm provides an experimental tool for studying the neurobiology and behaviors underlying aspects of anorexia nervosa.

Beurteilung der Activity based Anorexie bei Mäusen

Rodents develop activity-based anorexia (ABA) when exposed to a restricted feeding schedule and allowed free access to a running wheel. These conditions ...

Modeling Fetal Alcohol Spectrum Disorders in Zebrafish to Characterize the Impact of an Adverse Embryonic Environment on Adult Social Behavior

Fetal alcohol spectrum disorders (FASD) describe all alcohol-induced birth defects. Birth defects such as growth deficiencies, craniofacial, behavioral, and cognitive abnormalities are associated with FASD. Social difficulties are common behavioral abnormalities associated with FASD and often result in serious health issues. Animal models are critical to understanding the mechanisms responsible for ethanol-induced social defects. Zebrafish are social vertebrates that produce externally fertilized transparent eggs; these characteristics provide researchers with a precise yet simple procedure for creating the FASD phenotype and an innate behavior that can be leveraged to model the social deficits associated with FASD. Thus, zebrafish are ideal for characterizing the social deficits of FASD. The goal of the current protocol is to provide the user with a simple behavioral assay that can be used to characterize the consequences of a negative environment early during development and the effects it can have on social behavior in adulthood. The protocol can be used to characterize the effect mutations or teratogens have on adult social behavior. The protocol outlined here demonstrates how to characterize the social behavior of individual fish during a 20-min social assay. Furthermore, the data obtained using the current protocol provides evidence that the protocol can be used to characterize the effects of embryonic ethanol-induced social defects in adult zebrafish.

The goal of the current protocol is to outline the steps necessary to establish and use a social preference assay for adult zebrafish and demonstrate that it can be used to characterize ethanol-induced social defects.

Fetal alcohol spectrum disorders (FASD) describe all alcohol-induced birth defects. Birth defects such as growth deficiencies, craniofacial, behavioral, ...

<meta charset="utf8"></head><body>Verhaltensassays für Autismus-Spektrum-Störungen in Mausmodellen

Strategies for Assessing Autistic-Like Behaviors in Mice

Autism spectrum disorder (ASD) is a neurobiologically complex condition with a heterogeneous genetic etiology. Clinically, ASD is diagnosed by social communication impairments and restrictive or repetitive behaviors, such as hand flapping or lining up objects. These behavioral patterns can be reliably observed in mouse models with ASD-linked genetic mutations, making them highly useful tools for studying the underlying cellular and molecular mechanisms in ASD. Understanding how genetic changes affect the neurobiology and behaviors observed in ASD will facilitate the development of novel targeted therapeutic compounds to ameliorate core behavioral impairments. Our lab has employed several protocols encompassing well-described training and testing procedures that reflect a wide range of behavioral deficits related to ASD. Here, we detail two assays to study the core features of ASD in mouse models: self-grooming (a measure of repetitive behavior) and the three-chamber social interaction test (a measure of social interaction approach and preference for social novelty).

<meta charset="utf8"></head><body>Strategien zur Beurteilung autistischer Verhaltensweisen bei Mäusen

Rodent models are valuable tools for studying core behaviors related to autism spectrum disorder (ASD). In this article, we expound on two behavioral tests for modeling the core features of ASD in mice: self-grooming, which assesses repetitive behavior, and the three-chamber social interaction test, which documents social impairments.

Strategien zur Beurteilung autistischer Verhaltensweisen bei Mäusen

Autism spectrum disorder (ASD) is a neurobiologically complex condition with a heterogeneous genetic etiology. Clinically, ASD is diagnosed by social ...

Tracking Individual Running Metrics in Mice Using a Voluntary Wheel Running Protocol that Minimizes Social Isolation

Voluntary wheel running (VWR) in rodents is used to evaluate performance and endurance and to simulate exercise. In contrast to other exercise paradigms that require aversive stimulus to induce active movement, wheel running is voluntary. VWR generally consists of placing a running wheel inside the mouse home cage. However, analyzing exercise parameters can typically only be conducted when mice are individually housed, while overall cage effects can be reported when mice are group-housed. Therefore, the current models force experimenters to choose between measuring individual exercise parameters in single-housed mice or measuring group effects in group-housed mice; depending on the research question and model, this could be limiting. 
Therefore, the goal of this method is to demonstrate a protocol that assesses VWR in a mouse model by quantifying running parameters in individual mice, with minimal isolation. We report on device design, preoperative preparations, and experiment setup. Results of a 6-week training protocol using this VWR model suggest it provides sufficient stimulus to increase spatial object recognition memory, comparable to the clinical effect of exercise. This simple and inexpensive model facilitates investigation into the effect of VWR on multiple measurements of wheel activity, minimizing factors that could limit or affect experimental outcomes.

This protocol describes an effective voluntary wheel-running model that can be implemented in various research contexts. Unlike other voluntary running models, this method avoids isolation housing while tracking running metrics in individual mice.

Voluntary wheel running (VWR) in rodents is used to evaluate performance and endurance and to simulate exercise. In contrast to other exercise paradigms ...

Rad-Laufen und Umwelt Komplexität als therapeutische Intervention in einem Tiermodell der FASD

Zusammenfassung

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Kapitel in diesem Video

Moderate Pränatale Alkoholexposition und Quantifizierung von Sozialverhalten bei erwachsenen Ratten

Unter Verwendung des Activity-based Anorexia Nagetiermodell die neurobiologischen Grundlagen von Anorexia Nervosa Study

Novel Object Exploration als Potential Assay für höherer Ordnung Repetitive Verhalten bei Mäusen

Eine innovative Laufrad-basierten Mechanismus für die Verbesserung der Ratte Trainingsleistung

Beurteilung der Activity based Anorexie bei Mäusen

Modeling Fetal Alcohol Spectrum Disorders in Zebrafish to Characterize the Impact of an Adverse Embryonic Environment on Adult Social Behavior

Strategien zur Beurteilung autistischer Verhaltensweisen bei Mäusen

Strategien zur Beurteilung autistischer Verhaltensweisen bei Mäusen

Strategien zur Beurteilung autistischer Verhaltensweisen bei Mäusen

Tracking Individual Running Metrics in Mice Using a Voluntary Wheel Running Protocol that Minimizes Social Isolation