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
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.

משפט ואתיקה: הפרוטוקול הבא אושר על ידי הטיפול בבעלי החיים המוסדיים ועדת השימוש (IACUC) מאונ&#39; דלאוור. 1. חשיפה התפתחותית (או דגם של חשיפת אתנול Binge דמוית) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום PD3, לקבוע את מינו של כל חיה ו צולב לטפח כל חיות במידת צורך כדי לשמור על גודל המלטה (8 חיות) והפצת מין (4 זכרים: 4 נקבות) עולה בקנה אחד בתוך כל המלטה. הערה: חשוב לשמור על גודל המלטה והפצת מין עקבי ככל האפשר, כדי למנוע בלבול הניסיון. למרות בפרוטוקול זה משתמש 8 גורים (4 זכרים ו -4 נקבות) בכל המלטה, בגדלי המלטה אלטרנטיביים או הפצות מין עשויים להיות תפורות לצרכי תכנון הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תת עורי להזריק כמות קטנה של בדיו שחור לידיו לזהות חיות בתוך כל המלטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פסיאודו אקראי להקצות המלטות כניסוי (המכיל 50% אלכוהול חשוף (AE) ו -50% שליטה מחובר לצינורות-דמה (SI) הגורים) או לינוק מלא (SC) (בעלי חיים שאינם עוברים כל אינטובציה, גזיר זנב, או פרוטוקולי פרידת PD 4 - 9 למעט במשקל יומי חבטות אוזן). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לשמור על גודל קבוצה עקבי, להקצות כפליים המלטות ניסוי כפי המלטות SC. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול כל חיה ואז להחזיר אותו בכלוב בבית שלה. בעלי חיים במשקל אמור להתרחש מדי יום במהלך תקופת אינטובציה (PD 4 - 9). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את האפריון כולו מן הסכר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח גורים על משטח לוהט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רשום את המשקל של כל גור פרט. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום PD4, לאחר שקילת כל חיה לחשב את כמות אלכוהול הכרחי עבור סכום כולל של 5.25 גר &#39;/ ק&quot;ג / ליום כל חיה (מבוסס על משקל הגור משלב 1.4) 8. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נהל אלכוהול 11.9% אתנול-ב-חלב תחליף (כרך / כרך). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל בשעה 9 בבוקר, להסיר גורים של המלטה אחד מהאם בכל פעם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל את אתנול-ב-חלב לכל גור AE <sעד class = &quot;Xref&quot;&gt; 34. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sham-לצנרר כל גור 8 SI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 1.5. דרך 1.8. עבור כל המלטה ניסיונית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שעות לאחר המנה הראשונה, לחזור על תהליך המינון (שלבי 1.5 דרך 1.8) עבור מנת אלכוהול שנייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחת וחצי שעות לאחר מנת האלכוהול השנייה (הנקודה שבה שיא תוכן אלכוהול בדם יומי מושגת), לאסוף ודם צנטריפוגות מן גורי AE ו SI באמצעות זנב גזיר לניתוח תוכן אלכוהול בדם בעתיד 35. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף 60 μL של דם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים דם בתוך שפופרת microcentrifuge 1 מ&quot;ל. דם צנטריפוגה ב 1.5 XG במשך 25 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בזהירות לאסוף את בסרום supernatant מהצינור צנטריפוגות ולשמור לניתוח תוכן אלכוהול בדם בעתיד. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על תהליך המינון (שלבי 1.5 דרך 1.8) באמצעות חלב במקום אתנול-ב-חלב כדי למנוע גירעונות תזונתיים מחוסר יכולת סיעוד ב AEגורים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע סך של 2 מנות חלב משלימות 2 שעות זה מזה על PD 4. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 1.4 דרך 1.12 (למעט צעד 1.11) על PD 5 - 9. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות מינון חלב המשלימה הסופי על PD9, אוזן אגרוף כל הגורים לזיהוי בכלוב EC. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתאם אגרוף באוזן עם מידה מסוימת של מספר המלטה או מזהה (למשל, המלטות אי-זוגיות בתוך עוקבה תקבלנה האוזן השמאלית שלהם אגרוף בעוד חי המלטות זוגיות תקבלנה אוזני זכותם אגרוף). זה יעשה את זה קל יותר לזהות חיות בכלוב EC צריכים בעלים חיים רבים מן ההמלטות שונות יש אותו דפוס pawmark. </li></ol></li></ol> גמילה 2. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום PD 23, בבית כל החיות בכלובים של 2 - 3. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שכל החיות שוכנו באותו הכלוב הן מאותו המין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כלול SC אחד, אחד SI, ובעלי חיים אחד AE לכל כלוב במידת האפשר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צמצם את מספר כלוב mates הבבית הם מאותו ההמלטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שכל החיות שמסוגלות לגשת מזון ומים. </li></ol></li></ol> ריצת גלגל 3. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום PD30, להקצות מחצית כלובים עם חיות כדי WR. בית החיות האלה בכלובים עם גישה חופשית גלגל ריצה נירוסטה המצורפת. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שיש גלגלים מונה להעריך את המספר הכולל של מהפכות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את כל החיות על PD 30 ו PD 36. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את מספר המהפכות של כל גלגל בשעה 9 בבוקר כל יום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השאר חיות במצב הדיור שלהם במשך 12 ימים. </li></ol> 4. מורכבות הסביבה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכינים את הכלוב EC לפני 9 בבוקר ביום שמתאים PD 42 עבור בחיות מעבדה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבל 30 &quot;x 18&quot; x 36 &quot;כלוב פלדה מגולוון. הערה: צריך הכלוב מספר רמות, להיות מסוגל לתמוך את המשקל של חולדות מרובות, להתמלא תקןיש מצעים, ומיקומים מרובים לצרף בקבוקי מים ומגשי האוכל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח רומן, אובייקטים צבעוניים בגדלים משתנים וצורות בכלוב. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים 6 צעצועים גדולים בכלוב EC. ודא כי כל צעצוע הוא מספיק גדול בשביל 3 או יותר חולדות כדי אינטראקציה עם בעת ובעונה אחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח 6 צעצועים בינוניים בכלוב EC. ודא כי כל צעצוע הוא מספיק גדול בשביל 3 - 4 חולדות כדי אינטראקציה עם בעת ובעונה אחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים הרבה (לפחות 20) של צעצועים קטנים בכלוב EC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משתמש באביזרים של צבעים שונים, צורות, גודל, וכו &#39;החידושים הם קריטיים להתערבות זו (ראה דיון). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים שתי מנות של מזון בקצוות מנוגדים של הכלוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים שני בקבוקי מים בקצוות מנוגדים של הכלוב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשעה 9 בבוקר על PD 42, לשקול את כל החיות להעביר את החיות WR לכלוב EC. כל כלוב EC אמור להכיל 9 - 12 בעלי חיים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לוודא שאין חיות לשניהם באותו pawmark ואוזן-משחק מליםדפוסי ch. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדקו את כל ימי המזון ומים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל יומיים, להסיר את הצעצועים מהכלוב EC ולהחליף אותם (על פי השלב 4.1.2.). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל שלושה ימים, לנקות את הכלוב EC. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את החיות מן כלוב EC ולשים אותם בכלובים שהייה זמניים של 2 - 3 חיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כל המצעים מן בתחתית הכלוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור אותם הצעצועים לכלוב אלא עצם היום הזה עולה בקנה אחד עם לוח זמני החלפת צעצוע (לפי צעד 4.4.). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלף את כל האוכל והמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלף החולדות לתוך כלוב EC. </li></ol></li></ol> רקמות 5. אסוף הערה: אוסף רקמות (למשל, זלוף עם paraformaldehyde) ואחסון (למשל, מקפיא, הטבעת פרפין) יכולה להתבצע עם מגוון רחב של שיטות. להלן יסביר את התהליך של זלוף עם paraformaldehyde 4% ב 0.1 M פוספט בופר (4% paraformaldehyde ב PBSפתרון) 8. זהירות: Paraformaldehyde הוא מסרטן ועלול גם לגרום לגירוי עור, תגובה אלרגית בעור, או פגיעה בעין. השתמש הגנת עיניים / עור מתאים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף חולדה אחת בכל פעם כדי isoflurane כדי להרדים את החיה קלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Intraperitoneally להזריק עכברוש עם 2 מ&quot;ל / ק&quot;ג של תערובת קטמין / xylazine (1.5 מ&quot;ל xylazine מעורבב עם 10 מ&quot;ל של קטמין). הערה: קטמין ו xylazine הן בריכוזים מלאי של 100 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​לפני שילוב עבור תערובת ההזרקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר עכברוש הוא כבר לא מגיבים, perfuse החיה עם 0.1 M פוספט בופר (PBS; pH = 7.2) ואחריו paraformaldehyde 4% ב PBS (pH = 7.2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סר מוח ולאחסן paraformaldehyde 4% PBS ב 4 מעלות צלזיוס למשך 48 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי 2 ימים, העברת הפתרון של סוכרוז 30% נוספים paraformaldehyde 4% PBS ב 4 ° C. </li></ol>

The authors have nothing to disclose.

בפרוטוקול לעיל, הראינו התערבות רצויה להציל גירעונות neuroanatomical בעקבות חשיפת אלכוהול בילוד. התערבות זו יכולה לשמש טיפולי במודלים של בעלי חיים אחרים בשל חוסנו של כל אחד ממרכיבי ההתערבות. פעילות לב וכלי דם מרצון בצורה של WR הוכחה להועיל כמה תוצאות התנהגותיות 38...

גידול בסביבות שונות כבר זמן רב ידוע כדי לגרום לשינויים במדדים שונים של בריאות נוירולוגיות. מחקרים רבים בודקים את ההשפעות המיטיבות של גידול בסביבה מורכבת (EC) החל מחקר פורץ דרך על ידי דיאמונד רוזנצוויג (למשל, 1, 2) ו Greenough (למשל, 3, 4). EC הוכח יש השפעות חיוביות להכחיש על שינויים סינפטיים וסלולר במוח 5, 6, 7. EC יכול להשפיע על ריבוי אזור המוח כולל ההיפוקמפוס 8, 9 ו בקליפת המוח הראייתית 10, 11, הסטריאטום גחון 12, 13, כמו גםכפונקציה neuroimmune המוח-רחב (הנסקרת ב 14). עניין רב במיוחד פתח ממחקרי על ההיפוקמפוס כשזה הודגם כי EC יכול להגדיל את שיעור ההישרדות של תאי גרגיר נולד-מבוגר של gyrus המשוננת באמצעות פלסטיות דנדריטים 9, 13. הנקודה האחרונה אסף עניין רב בשל הגוף הולך וגדל של ספרות המציין כי פעילות אירובית מקדמת neurogenesis למבוגרים הם במוח הבריא הפגום 15, 16, 17, 18. ריצת עגלה (WR) היא קל ליישם בצורה של פעילות לב וכלי דם מהרצון כי הוכח להועיל במודלים של מכרסמים של הפרעות נוירולוגיות או הזדקנות 17, 19, 20. WR משפיע על הביטוי של גורמי גדילה<html> הן במערכת העצבים המרכזית וההיקפית 21, 22, 23. שילוב (לימים) WR ו- EC לתוך &quot;superintervention&quot; (WR-EC) (כלומר, 12 ימים של WR ואחריו 30 ימים EC) מספקים עלייה חזקה neurogenesis למבוגרים בהיפוקמפוס הישרדות המוגבר של התאים התרבו לאחרונה 8, אפקט כי במודל חיה של FASD אינה מושגת על ידי רכיבים בודדים (ראה להלן). מאז הן רכיבים של WR-EC להשפיע על מגוון רחב של מבנים בתוך המוח 13 (WR הנסקרת ב 22, EC הנסקרת ב 24), יישום התערבות זו ניתן ליישם בקלות במודלים של מכרסמים של שני הדגמים הופעת החיים התפתחותיים מאוחרים יותר של נוירולוגיות ירידת ערך (למשל, חשיפת אלכוהול בילוד, הזדקנות, מתח בתחילת חיים). NT &quot;&gt; שילוב של WR-EC בתקופות המבוגרות מתבגר מוקדם (כלומר, ימים לאחר לידה 30 - 72) יכולים לשפר כמה מן ההשפעות השליליות של מודל עכברוש של פרעות ספקטרום אלכוהול עובריות (FASDs) 8 אוסף של מחקרים. מכרסמים הפגינו שחשף לאלכוהול מיום הלידה (PD) 4 עד 9 התצוגה גירעונות משמעותיים צעדים neuroanatomical כגון מורכבות הדנדריטים 25, פיתוח המוח הקטן 26, 27 והיענות neuroimmune 28 כמו גם גילויי למידה לקוי וזיכרון 29, 30, 31 . אפילו כמות מופחתת של חשיפת אלכוהול בתוך חלון זמן זה (כלומר, פ&quot;ד 7 עד 9) יכולה להוביל גירעונות למידה וזיכרון בחולדות מתבגרות ומבוגר 32 בעוד כמה מבנים כבר לא רואים sigליקוי neuroanatomical תופעה משמעותי, 27. רבי גירעונות אלה - בנוסף ליקויי התנהגותי במשימות ההיפוקמפוס תלויה - כבר מתנו בעקבות חשיפה הפרדיגמה WR-EC זה 8, 33 או WR לבד 25, 31. למרות WR לבד כבר התערבות בשימוש נרחב, השילוב של WR-EC טרם נוצל בספרות למרות יכולתה לקיים את היתרונות יחסית לטווח קצר של WR 8. מאמר זה יעסוק ביישום של התערבות WR-EC בגיל ההתבגרות. למרות פרדיגמה זו משמשת בהקשר של חשיפה אלכוהול לאחר הלידה המוקדמת, זה יכול להיות מוצג בפני במודלים של מכרסמים שונים כדי להעריך את הפוטנציאל של המוח עבור פלסטיות עצבית במודלים של הפרעות במוח.

<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

התעמלות אירובית (למשל, פועל גלגל (WR) בשימוש נרחב במחקר בבעלי חיים) באופן חיובי משפיע אמצעים רבים של פוטנציאל neuroplastic במוח, כגון שיעורי neurogenesis למבוגרים, אנגיוגנזה, וביטוי של גורמים neurotrophic במכרסמים. התערבות זו גם הוכח כדי להקטין היבטים התנהגותיים neuroanatomical של ההשפעות השליליות של teratogens (כלומר, חשיפה התפתחותי לאלכוהול) ו ניוון מוחיים הקשורים בגיל במכרסמים. מורכבות סביבה (EC) הוכחו לייצר הטבות neuroplastic רבות במבנים הקורטיקלית קורטיקליים וניתנות בשילוב עם ריצה גלגל להגדיל את ההתפשטות והישרדות של תאים חדשים בהיפוקמפוס המבוגר. השילוב של שתי ההתערבויות הללו מספק חזק &quot;superintervention&quot; (WR-EC) כי ניתן ליישם במגוון במודלים של מכרסמים של הפרעות נוירולוגיות. אנו נדון יישום WR / EC ו המהוות אותהterventions לשימוש התערבות טיפולית חזקה יותר בחולדות באמצעות במודל חיה של חשיפה טרום לידתית אלכוהול אצל בני אדם. כמו כן נדונו בו אלמנטים של הנהלים הם הכרחיים עבור ההתערבויות ואלו עשויים להשתנות בהתאם לשאלה או המתקנים של הנסיין.

על מנת להעריך את השפעת ההתערבות סופר, אנחנו חייבים להסתכל על ההשפעות של כל אחד מבני היסוד שלה - WR ו- EC - על אמצעים שלנו של עניין. דמויות 1 עד 3 (להלן) הופיעה בפרסום קודם ניצול הפרדיגמה 8 זה. איור 4 הופיע עבודת דוקטור ...

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

יש תרגיל לב וכלי דם וחוויות מגרה בסביבה מורכבת יתרונות חיוביים על אמצעים מרובים של פלסטיות עצבית במוח המכרסם. מאמר זה יעסוק ביישום של התערבויות אלה בתור &quot;superintervention&quot; המשלב ריצה גלגל ומורכבות סביבתיות יעסוק המגבלות של התערבויות אלה.

ריצת גלגל וסביבתי מורכב כמו התערבות טיפולית במודל חיה של 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 Views.  University of Delaware.  יש תרגיל לב וכלי דם וחוויות מגרה בסביבה מורכבת יתרונות חיוביים על אמצעים מרובים של פלסטיות עצבית במוח המכרסם. מאמר זה יעסוק ביישום של התערבויות אלה בתור "superintervention" המשלב ריצה גלגל ומורכבות סביבתיות יעסוק המגבלות של התערבויות אלה. 

Video: 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.

חשיפה לפני הלידה אלכוהול מתונה וכימות של התנהגות חברתית בחולדות מבוגרות

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

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.

באמצעות מודל אנורקסיה מכרסמים מבוסס פעילות לחקר הבסיס הנוירוביולוגי של אנורקסיה נרבוזה

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.

חיפושי אובייקט רומן בתור Assay פוטנציאל התנהגויות חוזרות מסדר גבוה של עכברים

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.

מנגנון גלגלים מבוססי ריצה חדשני עבור ביצועי הדרכת עכברוש משופרים

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.

הערכת מבוססי פעילות אנורקסיה בעכברים

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>מבחנים התנהגותיים להפרעת הספקטרום האוטיסטי במודלים של עכברים

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>אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

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.

אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

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 ...

ריצת גלגל וסביבתי מורכב כמו התערבות טיפולית במודל חיה של FASD

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

חשיפה לפני הלידה אלכוהול מתונה וכימות של התנהגות חברתית בחולדות מבוגרות

באמצעות מודל אנורקסיה מכרסמים מבוסס פעילות לחקר הבסיס הנוירוביולוגי של אנורקסיה נרבוזה

חיפושי אובייקט רומן בתור Assay פוטנציאל התנהגויות חוזרות מסדר גבוה של עכברים

מנגנון גלגלים מבוססי ריצה חדשני עבור ביצועי הדרכת עכברוש משופרים

הערכת מבוססי פעילות אנורקסיה בעכברים

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

אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

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