쥐의 사회적 고립에 따른 단기 환경 강화의 차별적 효과 2부
Dec 15, 2023
오픈 필드 테스트
일반적인 운동 활동 수준을 측정하기 위해 개방형 필드(72 x 72 x 45 cm)를 활용했습니다. 각 동물은 시험 전에 시험실 5로 옮겨져 OFTchamber에 5분간 더 두었습니다.
최근 몇 년 동안 점점 더 많은 과학 연구를 통해 운동 활동과 기억 사이에 뗄 수 없는 연관성이 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 다양한 유형의 스포츠 활동은 다양한 연령층의 사람들의 기억력을 향상시키는 데 중요한 영향을 미치며, 이는 일상적인 학습, 업무 및 생활에 큰 의미를 갖습니다.
운동 활동은 신체의 혈액 순환과 호흡계를 자극하고 신진 대사를 촉진할 수 있습니다. 이런 방식으로 뇌의 혈관은 더 나은 혈액 공급을 받고 더 많은 산소와 영양분이 공급되어 뇌 세포의 정상적인 작동을 보장합니다. 이러한 좋은 신체 상태는 집중력을 높이고 학습 및 기억 능력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 결과적으로, 정기적으로 신체 활동에 참여하는 사람들은 일반적으로 기억력과 정신적 활력을 더 잘 유지할 수 있습니다.
또한 다양한 유형의 운동 활동이 다양한 유형의 기억에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 장거리 달리기 등 유산소 운동은 해마의 성장을 촉진해 공간 기억 능력을 향상시킬 수 있다. 탁구 등 빠른 협응 활동은 댄스 기억력과 단기 기억력을 자극할 수 있습니다. 노인의 경우 체스 등 사고 스포츠에 참여하면 지능과 공간 인지 측면에서 기억력이 크게 향상될 수 있습니다.
또한 운동 활동은 스트레스를 줄이고 수면의 질을 향상시켜 기억력을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 스트레스와 불면증은 뇌의 혈액공급과 신진대사에 영향을 미칠 뿐만 아니라 우울함과 피로감을 느끼게 하여 집중력을 잃게 만듭니다. 적절한 운동 활동은 주의를 산만하게 하고, 신체와 뇌의 스트레스를 완화하며, 수면의 질을 향상시키고, 학습과 업무에 더 쉽게 집중할 수 있게 하며, 기억력을 향상시킬 수 있습니다.
정리하자면, 운동활동은 혈액순환과 신진대사를 촉진시켜 신체상태와 정신건강을 향상시켜 기억력 향상을 촉진시킬 수 있습니다. 그러므로 우리는 일상생활에서 다양한 형태의 스포츠 활동에 참여하여 신체와 뇌의 건강을 유지하고 기억력 향상을 촉진해야 합니다. 기억력을 향상시켜야 함을 알 수 있습니다. Cistanche Deserticola는 아세틸콜린 및 성장 인자 수치를 높이는 등 신경 전달 물질의 균형을 조절할 수 있기 때문에 기억력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 물질은 기억과 학습에 매우 중요합니다. 또한 고기는 혈류를 개선하고 산소 전달을 촉진하여 뇌에 충분한 영양분과 에너지를 공급하여 뇌의 활력과 지구력을 향상시킬 수 있습니다.
동물 추적 소프트웨어 EthoVision(Noldus, Wageningen, NL)을 사용하여 세션을 비디오에 녹화하여 전체 이동 기간과 사육 및 치상주성을 포함한 특정 행동 패턴을 평가했습니다.
높은 플러스 미로
불안과 같은 행동을 평가하기 위해 지상 51cm 높이에 설치된 EPM(Handley & Mithani, 1984; Pellow et al., 1985; Pellow & File, 1986)이 사용되었습니다. 4개의 좁은 팔(50 × 10cm)이 있는 나무 베이스로 구성됩니다.
두 개의 반대편 팔은 투명한 아크릴 유리 측면으로 덮여 있으며 열린 팔로 알려진 반면, 다른 두 팔은 나무 측면으로 닫혀 있어 상당히 어두운 복도로 이어집니다.
각 동물을 중앙 구획에 배치하고 미로에 5분 동안 방치했습니다. 팔을 벌리고 팔을 벌린 상태에서 미로의 중심에서 보낸 총 시간을 EthoVision으로 기록하고 계산했습니다. 팔을 벌린 채 보낸 시간은 불안 완화 효과를 나타내는 반면, 팔을 닫은 상태는 불안과 같은 행동과 관련이 있습니다(Walf & Frye, 2007).
물 Y-미로
우리는 Del Arco 등이 개발한 물 T-미로의 수정된 버전을 활용했습니다. (2{11}}07), Locchi 등(2007)에 의해 검증되었습니다. 120도 떨어진 3개의 팔(각각 45 x 15.5 x 45cm)로 구성된 아크릴 유리 Y-미로를 24 ± 0.5도에서 30cm 물로 채워 자발적 교대를 통해 공간 작업 기억 성능을 평가했습니다.
각 쥐는 30초의 시험 간격으로 구분되어 하루에 6번 연속 시험을 통해 5일 동안 시험되었습니다. 환경에 익숙해지기 위해 첫 번째 시험 5분 전에 동물을 시험실로 데려왔습니다. 각 실험에서 동물은 머리가 미로의 중심을 향하도록 시작 팔의 반대편에 배치되었으며, 두 개의 목표 팔(팔 A 또는 팔 B) 중 하나를 선택하기 위해 헤엄쳤습니다.
작은 투명 플랫폼을 첫 번째 시험 시작 시 균형 잡힌 방식으로 표적 팔(팔 A 또는 팔 B) 중 하나의 수위 1cm 아래에 배치하고 각 시험마다 두 개의 표적 팔 사이를 교대로 배치했습니다.
60초 내에 플랫폼을 찾을 수 없는 동물은 꼬리를 이용해 플랫폼 쪽으로 부드럽게 안내되었습니다. 마지막 시험 후, 이들을 작은 케이지에 넣어 40분 동안 건조시킨 후 홈 케이지로 돌려보냈습니다. 각 세션은 EthoVision을 사용하여 비디오로 녹화되었습니다. 각 시도에서 숨겨진 플랫폼을 찾기 위한 지연 시간과 잘못된 암 항목(오류) 수를 코딩했습니다.
관류 고정, 조직 처리 및 면역조직화학
동물의 관류 고정은 마지막 행동 테스트(WYM 5일) 후 41,24시간째에 수행되었습니다. 동물을 (SI 또는 EE) 우리에서 꺼내 케타민-자일라진 용액(100-15 mg/kg, IP)으로 깊게 마취시키고 4% 해중합 파라포름알데히드(pH7.4)를 관류시켰습니다.
동일한 용액에서 하룻밤 후 고정한 후, 관상 절편(40-50 μm)을 vibratome(VT1000 S, Leica Biosystems, Nussloch, Germany)으로 절단하고 인산염 완충 식염수(PBS, pH 7.4)로 헹구었습니다.
c-Fos 단백질의 발현은 다양한 뇌 영역에서 자발적으로 활성화되는 뉴런의 수에 대한 주거 조건의 영향을 평가하기 위해 면역조직화학에 의해 밝혀졌습니다.
PBS(PBS-Tx)에 {{0}}.05%Triton X-100(pH 7.4)를 첨가하여 조직 침투를 달성했습니다. 절편을 실온(RT)에서 30분 동안 과산화수소(0.6%)로 처리한 후 차단 용액으로 옮겼습니다.
PBS-Tx에서 20% 정상 염소 혈청(NGS; Vector Laboratories)으로 실온에서 30분 동안 차단하고 PBS-Tx에서 항-c-Fos 항체(마우스 단일클론, Santa Cruz 8047, 1:500 농도)와 함께 배양했습니다. 4도에서 3박 동안 1% NGS를 사용합니다. 그런 다음 절편을 PBS(3 x 10분)로 헹구고 2차 항체 용액(비오틴화된 항-마우스 IgG, 1% NGS가 포함된 PBS-Tx 중 1:250)으로 옮기고 실온에서 2시간 동안 배양했습니다.
또 다른 일련의 헹굼 후에 PBS 중 아비딘-비오티닐화 퍼옥시다제(ABC 키트, Vector Laboratories)와 함께 실온에서 20분 동안 배양했습니다. 퍼옥시다제 생성물은 니켈 강화3,30-디아미노벤지딘 테트라히드로클로라이드 수화물(DAB, Sigma-Aldrich D5637)로 나타났습니다.
현미경 및 세포 계수
우리는 좋은 관류 품질로 12마리의 동물(6개의 연속 SI 및 6개의 SI~EE, 동물당 4개의 섹션)에서 총 48개의 섹션을 처리했습니다. c-Fos 면역양성(c-Fos+) 핵의 수는 비장후피질(RSC), 비과립주위피질(영역 35, PRC), 편도체 외측핵(LA) 및 편도체의 기저외측 핵(BL)에 대해 정량화되었습니다. .
관심 영역은 쥐 뇌지도와 세포학적 비교를 통해 위치를 찾았습니다(Paxinos & Watson, 2006). 흑백CCD 카메라(Olympus XM10)가 장착된 형광현미경(Olympus BX53)을 사용하여 이미지를 얻었습니다. 분석은 면역조직화학 이전에 선택된 조직으로 제한되었으며 데이터 수집 후에는 추가 섹션이 처리되지 않았습니다.
표지된 세포는 반자동 방식으로 계수되었습니다. 먼저, 앞서 언급한 영역의 c-Fos+ 세포 수를 ImageJ의 acell-counting Plugin(ITCN)을 사용하여 검출하고 정량화했습니다(Schneider et al., 2012).
ITCN은 각 지역 내에서 감지된 세포를 보여주는 출력 이미지를 생성했습니다. 실험 조건을 모르는 두 명의 독립적인 채점자가 이러한 이미지를 평가하여 위음성 사례(즉, 소프트웨어에서 누락된 희미하게 레이블이 지정된 세포)를 식별하고 계산합니다. 이들 2개의 위음성 세포 수의 산술 평균은 ITCN이 각 구간별로 검출한 총 세포 수에 더해졌습니다.
결과
체중 변화
동물의 체중은 EE 조작 전(1일, 15일, 31일)과 EE 조작 후(41일)의 4개 시점에 기록되었습니다. 체중에 대한 시간의 영향(F(3, 42)=7.69, p < 0.001)과 체중 측정 시간 그룹 상호 작용(F(3, 42) )=3.30, p=0.029, 2 × 4 양방향 혼합 ANOVA), 농축 후 EE 동물의 상당한 체중 감소를 나타냄: 1일차의 체중(M= 324 .6, SD=15.7), 15일(M=334.6, SD=13.3) 및 31일(M=325.5, SD {{ 33}}.6)은 Day41보다 높았습니다(M=311.9, SD=14; 모든 ps < 0.05).
연속 SI 그룹(1일차, M=321, SD =12.5; 15일, M=325, SD=15.5; 31일)에서는 이러한 변화가 없었습니다. , M=322.3, SD= 15.5; 41일, M=320.1, SD=12.9).
행동적 절망
우리는 전체 FST-2 부동 점수를 기록하고 비교함으로써 SI로 인한 스트레스 후 행동 절망에 대한 간단한 EE 조작의 효과를 평가했습니다(Slattery &Cryan, 2012; Yankelevitch-Yahav et al., 2015).
SI to EE 그룹(M= 49.04, SD=21.77)의 부동 수준은 연속SI 그룹(M=29.47, SD { {6}}.04; t (14)=2.18, p=0.047,d=1.09, 독립 샘플 t-테스트; 그림 2), 행동을 가리킴 짧은 EE에 노출된 동물의 절망과 지속적인 SI의 상대적인 항우울 효과.
연속 SI(M=41.32, SD=17.02) 및 SI에서 EE 동물(M {{5)의 기준선, 즉 FST-1, 부동성 점수에 주목해야 합니다. }}.18, SD=11.42)는 매우 유사했습니다. 따라서 FST의 테스트 단계에서 관찰된 차이는 운동 활동의 기본 차이로 인한 것이 아닙니다. 마찬가지로 OFT(아래)에서 평가한 바와 같이 FST-2 후에 일반적인 운동 활동 수준의 변화가 관찰되지 않았습니다.
운동 활동 및 탐색 행동
우리는 OFT를 활용하여 연속 SI와 SI에서 EE 동물 사이의 운동 활동의 잠재적인 차이를 평가했습니다. 대조군(M =160.05, SD=53.95)과 실험동물(M=206.93,SD=76.36; t( 14)=1.42, p=0.178, 독립 샘플 t-테스트; 그림 3), 간단한 EE의 대사(즉, 체중 변화) 효과가 전반적인 운동 활동을 변경하지 않고 방해하지 않음을 보여줍니다. FST와 함께.
탐색 행동의 지표인 양육 행동은 그룹 간에 유의미한 차이를 나타내지 않았지만 SI toEE 동물은 연속 SI에 비해 종종 더 많은 양육(M=38.75, SD =31.91)을 나타냈습니다. 동물(M=18.75, SD=11.83; t (14)=1.66, p=0.119, 독립 샘플-테스트). 관측치가 중심으로 제한되었을 때(SI에서 EE M=2.25, SD=1.75 대.
연속 SI M {{0}}.38, SD=2.77) 또는 주변 장치(SI toEE M=34.25, SD=34.44 대 연속 OFT의 SI M=16.38,SD=9.93)(모든 ps > 0.05). 그룹에 관계없이 대부분의 사육 행동은 중앙(즉, 독립 사육)이 아닌 주변부, 종종 벽(M=25.31, SD =25.34)에 대항하여 표시되었습니다. ;M=2.31, SD=2.17; t (15)=3.54, p=0.003, d=1.28,페어링 샘플 t-테스트).
불안
OFT의 중심과 주변에서 보낸 차등 양육 및 총 지속 시간은 일반적인 불안 수준의 변화를 나타냅니다. 이 관찰에 따라 우리는 표준 불안 측정값인 EPM을 사용하고 연속 SI 및 SI의 불안 유사 행동을 EE 동물과 비교했습니다.
우리는 SI에서 EE 그룹이 대조군 동물(M=60.87, SD { {6}}.51;t (14)=−2.33, p=0.036, d=1.16, 독립 샘플 테스트; 그림 4), 항불안제를 나타냄 SI 유발 스트레스에 따른 단기 농축 효과.
공간 작업 기억
공간 작업 기억 성능은 WYM에서 연속 5일 동안 평가되었습니다. 숨겨진 탈출 플랫폼을 찾는 평균 지연 시간으로 측정한 결과, 테스트 당일에 유의미한 효과를 발견했습니다(F(1.47, 20.64)=12.95,p=0.001, 2 × 5 양방향 혼합 ANOVA), 학습이 달성되었음을 나타냅니다.
Bonferroni가 수정한 사후 테스트에서는 플랫폼을 찾는 지연 시간이 세 번째 날(M=6)에 비해 첫날(M {0}.26, SD=10.13)에 훨씬 더 높았다는 것을 보여주었습니다. 79, SD= 2.25), 네 번째(M=4.73, SD =1.44), 다섯 번째(M=6.29, SD {{14} }.03) WYM 일수(allps < 0.05; 그림 5).
테스트일-조건 상호작용(F(1.47, 20.64)=2.54, p=0.115)도 실험 조건(F(1, 14)=3의 주효과도 아닙니다. .87, p= 0.069, 2 × 5 양방향 혼합 ANOVA)가 발견되었습니다.
우리는 작업 메모리 성능에 대한 추가 척도로 시험 전반에 걸쳐 잘못된 부문 항목(즉, 오류)의 총 수를 분석했으며 테스트 날짜(F (4, 56)=4.71, p {{4)의 유의미한 효과를 발견했습니다. }}.002, 2 × 5 양방향 혼합ANOVA). Bonferroni가 수정한 사후 테스트 결과, WYM 첫날(M{14}})에 비해 4일째(M{10}}.69, SD=1.82)의 총 오류 수가 크게 감소한 것으로 나타났습니다. .69, SD=4.27; p < 0.05), 이는 학습이 달성되었음을 나타냅니다.
실험 조건(F(1, 14)=2.46, p=0.139, 2 × 5two-way 혼합 ANOVA) 또는 테스트 당일-조건 상호 작용(F)의 주효과가 없었습니다. (4, 56)=1.34, p=0.269). 오류율 분석은 4일차에 두 그룹 모두 학습이 달성되었음을 나타냅니다. 그러나 SI에서 EE까지의 동물은 WYM의 첫 2일 동안 겉보기에 더 나은 성능을 보였습니다(그림 5).
플랫폼을 찾기 위한 지연 시간의 차이는 WYM(SI to EE M=7.13, SD= 2.63 대 연속 SI M=11.09, 2일차)에 더욱 커졌습니다. SD=4.47; t (14) =2.17, p=0.048, d=1.08, 독립 표본 t-검정), 더 빠른 학습을 나타냄 기억 작업의 초기 단계에서.
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