Method Article
След eyeblink классический подготовлять (ECC) был использован для оценки гиппокампа зависимых ассоциативные обучения взрослых крыс, которые были под высокой концентрации (11,9% v/v) алкоголя во время раннего развития новорожденных мозга. В общем ECC процедуры являются звук диагностические инструменты для обнаружения дисфункции мозга во многих психологических и биомедицинских параметров.
Новорожденным крысам вводили относительно высокая концентрация этилового спирта (11,9% v/v) во время послеродовых дней 4-9, когда мозг плода подвергается быстрому организационных изменений и похож на ускоренного изменения мозга, которые происходят во время третьего триместра беременности в организме человека. Эта модель плода алкоголь спектра расстройств (FASDs) производит серьезные повреждения мозга, подражая на объем и структура выпивкою питья, встречается у некоторых беременных алкогольных. Мы описывают использование трассировки eyeblink классический подготовлять (ECC), вариант более высокого порядка ассоциативные обучения, чтобы оценить долгосрочные гиппокампа дисфункции, которая обычно рассматривается в подвергшихся воздействию алкоголя взрослого потомства. В возрасте 90 дней грызуны хирургически подготовлены с записью и стимулирующих электродов, которые измерены электромиографической (ГРП) мигает активность мышц левой веко и доставлены мягкий шок задний левый глаз, соответственно. После 5 дней периода восстановления они прошли 6 сессий трассировки ECC для определения ассоциативные обучения различия между воздействием алкоголя и контролировать крыс. След ECC является одним из многих возможных процедур ECC, которые могут быть легко изменены с помощью же оборудования и программного обеспечения, таким образом, чтобы можно было оценить различные нервные системы. ECC процедур в целом, может использоваться как средства диагностики для обнаружения патологии нервной систем различных мозга и различных условий, которые оскорбляют мозга.
It is quite hard to imagine that in today's day and age with better health care and access to health services, alcohol abuse remains a major global health concern. Unfortunately, it has been shown that an expectant mother who drinks a high amount of alcohol can have a child with severe brain damage and neurodevelopmental disorders that last a lifetime, as evident in those afflicted with fetal alcohol syndrome (FAS)1,2,3. In women with some confirmed history of maternal alcohol use, the developing fetus is also susceptible to small amounts of alcohol or different patterns of alcohol consumption that produce varying differences in blood alcohol concentrations. In this latter case, while the children may not exhibit the severe morphological or neurobehavioral disruptions as those with FAS, they may still exhibit lifelong cognitive disabilities and emotional disturbances that range from mild to severe3,4. Altogether, FAS and less severe forms of prenatal alcohol-mediated disruptions constitute a collection of fetal alcohol spectrum disorders (FASDs). It is no surprise that FASDs are completely preventable, but astonishingly estimates show that in populations where alcohol abuse is quite common, they remain the primary non-genetic cause of neural and cognitive disability, affecting about 2% to 5% of young US children and those in European countries such as France and Sweden. With respect to the incidence of FAS alone within the US, the prevalence is 2 to 7 per 1,000 live births5, implying that the overall incidence of FASDs to be much higher than that for FAS.
Neuroimaging studies conducted in children with FASDs have shown that they display brain abnormalities, such as a thinner corpus callosum6, smaller anterior cerebellar vermis7, and smaller hippocampus8. These brain abnormalities underlie some of the long-term neurocognitive disruptions observed in children with FASDs. The exact links that tie variations in maternal alcohol-mediated brain changes and variations in the profile (i.e., type, extent) of particular neurocognitive impairments have yet to be clearly determined. But as a starting point, the hippocampus is an excellent candidate for determining its susceptibility to prenatal alcohol effects. Indeed, children with FASDs exhibit deficits in hippocampal-mediated behaviors such as place learning9,10 and delayed object recall11.
Rodent models of FASDs have proven to be invaluable in elucidating the mechanisms leading to neurocognitive disruptions seen in children with FASDs. A well-established binge-exposure model that we have adopted involves delivering alcohol to rats during postnatal days 4-912,13, a period when the brain undergoes rapid synapse and dendritic contact formation, comparable to human fetal week 24 and extending into the 3rd trimester14,15,16,17. This particular model induces significant loss of hippocampal neurons18,19 and neurons in many other brain regions such as the cerebellum12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23, accompanied by severe impairments in cognitive functions spanning different domains21,24,25. Cognitive disruption from early alcohol exposure in rats may be assessed in different ways, particularly with eyeblink classical conditioning (ECC). ECC is a paradigm that has been utilized for more than a century to scientifically investigate the fundamental basis of learning26,27 and as such, provides a useful method to better understanding the adverse neurocognitive consequences resulting from fetal alcohol exposure. It is a very flexible paradigm that allows investigators to use a variety of different ECC procedures, any of which can be examined across many mammalian species ascending the phylogenetic scale (from mice to humans) and over different courses of brain development28,29,30,31. Furthermore, the fundamental neural circuits that mediate associative learning in this paradigm are supported by experimental and neuropsychological reports in these same species26,32,33,34,35,36,37.
One form of ECC, trace ECC is demonstrated in this paper (Figure 1). To provide context, it is compared against the more traditional form - delay ECC. The ECC paradigm was modeled after classical conditioning using dogs, first carried out by the Nobel-Prize winning physiologist, Ivan Pavlov. Pavlov discovered that certain stimuli such as tones do not naturally elicit salivation, but when it precedes and overlaps with the delivery of food, the salivary response can be strengthened from repeated presentations of the two, provided that this tone-food contingency is maintained. This is an example of delay ECC, with the notion that associative strength is mediated by immediate temporal contiguity between the two stimuli, thus making learning conditions optimal for an animal. He also tested other variations of the tone-food contingency, such as turning the tone off and leaving a "trace" period before delivering the food. When these two stimuli were discontiguous enough, it became much harder for the dogs to emit salivation responses prior to the delivery of the food. The discontiguity between the tone being turned off and the delivery of the food is thus an example of trace ECC. As rodents do not naturally salivate to the presence of food, more species-relevant stimuli such as mild shock are used instead; they also do not naturally emit defensive eyeblink responses to tones. With this backdrop, rodent ECC procedures involve presenting a tone at a given decibel level and pairing it in some fashion with mild shock to either the eyelid muscle (orbicularis oculi) or the temporalis muscle to elicit an eyeblink response. The tone is considered a conditioned stimulus (CS) while the shock is considered an unconditioned stimulus (US). In delay ECC, the CS is presented first; this stimulus remains on for a given duration. Afterwards, the US is delivered. These two stimuli overlap for a given duration, and then both terminate simultaneously; the resultant eyeblink response emitted due to the US is considered an unconditioned response (UR). In this procedure, rodents learn to emit eyeblink responses sometime after the CS is presented, but just before the US, in order to anticipate this aversive stimulus. The learned eyeblink response is referred to as a conditioned response (CR). For trace ECC, the CS and US are separated by a period of time that is void of stimuli known as a trace interval; they do not overlap in time as in delay ECC. During this interval, the animal is tasked to resolve the associational requirements between stimuli. Similar to delay ECC, learning occurs when the animal consistently emits a blink response after the CS turns off, but immediately before delivery of the US. Over some amount of acquisition training (CS paired with US), learning curves (i.e., based on different CR measurements) develop. Lesion and neuroimaging studies show that successful learning in delay ECC is dependent on having intact cerebellar-brain stem neuro-circuitry38,39,40, whereas trace ECC is a higher-order procedure that requires additional neural engagement from the hippocampus41,42,43,44 and other cortical structures45,46. Because of the timing-related requirements needed in order to acquire trace CRs successfully, this task is also more difficult to learn (even for normal subjects).
Figure 1: Trace eyeblink classical conditioning. An actual waveform is shown that is representative of an adult rat in the unintubated-control (UC) group. The tone CS (85 dB, 2.8 kHz) is first presented for 380 ms. A trace interval of 500 ms ensues, where no stimuli are present. Afterwards a shock US (1.6 mA) is delivered for 100 ms. Successful learning in this task occurs when the frequency (%) or amplitude (in volts) of eyeblinks during the conditioned response (CR) time window (Total CR period) increases over many sessions of training. In particular, rodents with an intact hippocampus will usually emit more well-timed CRs (Adaptive CRs) just prior to the onset of the shock US (within a 200-ms window). Startle responses (SRs) during the first 80 ms after tone CS onset and unconditioned responses (URs) are also measured. Non-associative SRs are typically low or nonexistent in well-trained rodents, while URs are expected to be high in frequency and amplitude. This task requires that the rodent learn to bridge the association between the CS offset and US onset (during the trace interval), therefore making it inherently more difficult to acquire compared to delay ECC. Please click here to view a larger version of this figure.
Here we demonstrate the adverse functional consequences of neonatal alcohol exposure that is delivered in a binge-like manner, as assessed by a trace ECC procedure that delivers an 85 dB tone CS (2.8 kHz) which remains on for 380 ms, followed by a 1.6 mA shock US which remains on for 100 ms, and these stimuli are separated by a trace period of 500 ms. We have reported on the utility of this behavioral assay in previous studies examining choline intervention and iron supplementation in mitigating the effects of neonatal alcohol exposure18,47. Indeed, trace ECC can be used as a diagnostic tool to assess neonatal alcohol-induced hippocampal pathology. The advantage it has over delay ECC is that it is more sensitive to detecting disturbances in hippocampal function, which is compromised in humans with FASDs.
Demonstration of ECC extends far outside the fetal alcohol field. Many variants of ECC (e.g., delay, trace, compound, reversal) can be used to elucidate ontogenetic differences in learning across development, the neurobiological basis of associative learning in normal mammals, as well as the vulnerabilities of different brain systems to many challenges, including (but not limited to) teratogens, environmental toxins, traumatic brain injury, neurodegenerative diseases, and psychiatric conditions.
NOTE: All procedures were approved and carried out in accordance with the policies set forth by the East Carolina University IACUC. Long-Evans rats were generated from females mated with male breeders. Pups from all three treatment groups (see 1.1) were generated within a litter from the same dam. Five litters were produced and each litter was culled to 8 pups on postnatal day (PD) 3. The remaining two pups from each litter were assigned to separate experiments. Both male and female offspring (one per exposure group) were included in the study. A total of N = 27 adult offspring were examined in this study; 3 rats were excluded due to broken 3T wire leads (see 3.1.1) which were irreparable on Day 1 of ECC training.
1. Preparation of Groups, Materials, and Solutions
2. Neonatal Alcohol Exposure (Postnatal Days 4-9)
3. Fabrication and Modification of Electrodes
Figure 2: Electromyographic (EMG) recording electrodes and bipolar electrode. The finished EMG headstage (right, orange) is constructed from three male contact pins, two size 3T PTFE-coated wires, one size 10T PTFE-coated wire, and a modified micro strip. The three wires are approximately 5 cm each and are crimped to the contact pins. The finished bipolar electrode (right, white) is untwisted, re-straightened, and molded in a V-shape (5 mm split). Shielding is removed from the tips of the two prongs. Please click here to view a larger version of this figure.
4. Eyelid Surgery Procedure (Postnatal Day 90)
5. Trace Eyeblink Classical Conditioning Procedure
Figure 3: Modified operant conditioning box for eyeblink conditioning. Rats are freely-moving mammals, and therefore a rotating commutator is used for maintaining electrical signal contact from the EMG and bipolar plugs that are attached to the head. The commutator is attached to the arm of the stanchion, which is counter-weighted for alleviating pressure on the rat. A piezo tweeter (speaker) delivers a 2.8 kHz tone at 85 dB and these values are calibrated regularly. Acoustical foam assists with attenuating environmental noise. Please click here to view a larger version of this figure.
Figure 4: Eyeblink conditioning system. This custom-built system consists of an EMG Integrator unit that filters and amplifies incoming signals from the rats, a Stimulus Control unit that delivers various stimuli in addition to tones and shocks, a pre-amplifier for each operant box to increase EMG signal gain, and a stimulus isolator for each operant box; it provides varying shock levels (in mA). A digital oscilloscope (not part of the stock eyeblink system) is used for diagnostic purposes during habituation and acquisition. Please click here to view a larger version of this figure.
Программное обеспечение eyeblink способен обеспечить большой и всеобъемлющий набор данных для многих типов измерений. Для краткости мы приводим в этом исследовании, представитель результаты обучения и производительности меры, которые включают адаптивной CR процент, адаптивные CR амплитуды, UR процент и UR амплитуды. Адаптивный CR период был выбран как он представляет собой приобретение своевременный eyeblink ответов за повторное обучение, в результате расширения синаптической пластичности в гиппокампе во время трассировки ECC50,51,52. UR меры были выбраны для выяснения ли дефицит новорожденных алкоголя индуцированной обучения в след ECC были из-за перебоев в ассоциативные обучения или сбоев в реагировании на шок нас - что может свидетельствовать о мотивации или мотор различия, а не обучения различия между группами лечения. Данные для каждой меры были проанализированы с использованием 2 (секс) x 3 (неонатальной группы) x 6 (сессия) смешанного ANOVAs, с сессии как фактор повторил мер. Существенные основные эффекты для новорожденных лечение были проанализированы с помощью тестов post hoc Тьюки и значимых взаимодействий были проанализированы с помощью простых эффектов тестов. Все статистические анализы были проведены с использованием минимального уровня Альфа-0,05 и результаты в графах среднее ± SEM.
Начиная с адаптивной меру процент CR, ANOVA указал значительные основной эффект неонатальной группы, F(2,21) = 11,69, p < 0,001, но без существенных основной эффект секса (p = 0,71) или значительное взаимодействие между этими факторами (p = 0,20). Как ожидается, адаптивной CR доля увеличилась в течение шести сессий обучения, F(5, 105) = 81,15, p < 0,001 и различия между новорожденным групп были зависит от определенного уровня сессии, F(10, 105) = 4.58, p < 0,001. Существовали без других значимых взаимодействий, связанных с коэффициента сессии. Аналогичным образом для адаптивной CR амплитуды, был снова значительной основной эффект неонатальной группы, F(2,21) = 22.32, p < 0,001, но без существенных основной эффект секса (p = 0,21) или значительное взаимодействие между этими факторами (p = 0,48). Амплитуда CR также значительно увеличилось за шесть сессий обучения, F(5, 105) = 59.27, p < 0,001 и различия между новорожденным групп были зависит от определенного уровня сессии, F(10, 105) = 4,31, p < 0,001. В целом как CR меры показали значительные различия среди группы и эти средства значительно разделены на различных сессиях обучения. Чтобы подтвердить, какие группы существенно отличались, Тьюки post hoc тесты показали, что крысы интубированных алкоголя (AI) выполняется значительно хуже на обоих CR меры, чем unintubated контроль (UC) и Шам интубированных крысы (SI) (p < 0.01 процент CR; p < 0,001 для CR амплитуда), которые не отличаются друг от друга (p> 0,05). Простые эффекты испытания на значительные группы новорожденных x сессии взаимодействий для обеих мер CR, подтвердил, что AI крыс были более существенно нарушаются в приобретении CRs, начиная с сессии 2 и проведении сессии 6 по сравнению с UC и SI крысы (все p< 0,05), которая не отличается друг от друга на протяжении шести сессий. Единственным исключением был адаптивной CR амплитуды для SI крыс не начинают значительно отличаются от AI крысы до 3 сессии. Эти результаты показаны на рисунке 5А, 5б.
Существовали никаких существенных различий в UR меры из-за пола, неонатальной группы или взаимодействие этих факторов с фактором сессии. Эти негативные выводы указал, что каждая группа смогла выделяют eyeblink ответы на шок нас одинаково, и не были обучения дефицит наблюдается в AI крыс под влиянием мотивационные или мотор различия в мигающий (Рисунок 6A, 6В).
Рисунок 5 : Приобретение трассировки кондиционером ответивших (среднее ± SEM). Раннего воздействия алкоголя (группы AI) существенно повлияло на приобретение адаптивной условный рефлекс (CR) процент (A) и амплитуды (B). Трассировка ECC является по своей природе трудно приобрести, поэтому меры относительно ниже, для всех групп - с задержкой ECC, доля может достигать 80-85% в FASD21,53-грызунов модели. Тем не менее трассировка ECC процедура является более таксировать на гиппокампе, который восприимчивыми к воздействию алкоголя во время раннего развития мозга. * = p < 0,05, ** = p < 0.01, *** = p < 0,001 между UC и ии крыс; в скобках указаны размеры выборки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 6 : Приобретение unconditioned ответов (средний ± SEM). Eyeblink производительности (процент UR и UR амплитуды) не был значительно отличаются между группами. Отсутствие различия указывают, что интенсивность шок, используемые во время приобретения учебных дифференциально не изменяют мотивации в AI крыс или их способности производить оборонительных мигать ответы на шок, по сравнению с обеих групп управления (UC и SI). В скобках указаны размеры выборки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Щенков новорожденных крыс, которые получил этилового спирта во время послеродовых дней 4-9 выставлены трассировки eyeblink принадлежности нарушениями в зрелом возрасте. Эти выводы поддерживают идею, что алкоголь является систему или тератогеном с терпя пагубное влияние на гиппокампа функции. В целом, кондиционером, отвечая в процедуре след был ниже для крыс воздействию алкоголя, по сравнению с крысами в обеих группах управления. Ассоциативные обучения расстройства в спирт облученных крыс были не под влиянием различия мотивационные или мотор (т.е., никаких различий в мигающий шок США интенсивности).
В то время как трассировки ECC является полезным диагностическим инструментом для разъяснения вызов индуцированной гиппокампа невропатология, результаты от этого метода должны быть помещены в надлежащий контекст. Во-первых основные процедурные элементы в этой демонстрации участие адресности алкоголя во время известных окна уязвимости для развивающегося мозга, изготовление электродов оборудования, которое позволяет записывать электромиографической активности и поставляет шок, хирургической имплантации вышеупомянутого оборудования, и последующие животных тестирования с помощью обучения парадигмы, которая оценивает когнитивной функции интерес. На каждом этапе процесса необходимо позаботиться чтобы не повредить ненужные/непредусмотренной субъектам грызунов и регулярно контролировать их признаки здоровья. Их поведенческих результаты обеспечивают «окна» для познания, психологической конструкции, только точно описано, когда их здоровье не скомпрометированы экспериментальной ошибки, охватывающих дозировки спирта, аппаратных дефектов или хирургической имплантации. Таким образом каждый процедурный элемент в процессе исследования должны осуществляться на прочной основе тем, что результаты от ECC могут быть экстраполированы на выводы в организме человека. Во-вторых ECC парадигма дает представление о характере обучения ассоциативные, но необходимо позаботиться не продлить выводы, используя этот подход и широко приписывают их в другие когнитивные домены - например рабочей памяти, короткие/долгосрочной памяти и сознания - если один включила некоторые аспекты этих доменов в рамках исследования ECC экспериментальный дизайн. Например эта демонстрация изучил этапа приобретения трассировки ECC обучения, но не рассматривала памяти хранения в крыс после того, как они завершили подготовку. Таким образом, память является независимым психологический процесс, который должен быть оценен в дополнение к обучению. Дизайн одно может включить интервал хранения памяти для оценки способности либо краткосрочной или долгосрочной памяти. В-третьих признание, что есть параллельной памяти систем54 , которые могут одновременно работать вместе с мотивационный, эмпирического и гормональные факторы, способствующие поведение, имеет важное значение для понимания, что ассоциативность (во время ECC), но один из многих процессов, которые показывают, что такое «хорошо» или «бедные» об обучении. Наконец трассировка ECC не является чисто гиппокампа зависимые задачи, как другие регионы мозга может посредничать некоторых компонент ЧР. Таким образом понимание взаимодействия между различными нейронных цепей и/или тип параметров стимул, которые используются в исследовании, должны приниматься во внимание при принятии последствия на основе дискретного результатов. Например, мозжечке, также способствует трассировки ECC, где она влияет на топографические характеристики CR и CR, сроки, особенно когда МСИ короткие по продолжительности. Трассировки ECC не подвергается в организме человека с повреждением мозжечка, которые тестируются с интервалом в длинный след (1000 мс), но это влияет в тех, которые получают короче трассировки интервал (400 мс)34. Кроме того двусторонним поражения спинной медиальной префронтальной коры (mPFC), которые регионов передней поясной и медиальной протискивается в мышей, предотвратить приобретение трассировки CRs55, в то время как уничтожение хвостового mPFC у кроликов производит аналогичные результаты46. Эти выводы также подчеркнуть важность рассмотрения что Межвидовые различия в префронтальной вклад мозжечка головного мозга стволовые ведомый ассоциативные обучения, например трассировки ECC. В то время как воздействия неонатальной алкоголя во время PD 4-9 пострадавшим приобретение 500-ms CRs трассировки для взрослых крыс в это исследование и другие47,56, это не же случай для новорожденных крыс воздействию алкоголя столкнуться интервале трассировки 300 мс, даже когда оспаривается в относительно высокой дозы алкоголя (5 г/кг)57, о том, что трассировка обесценения алкоголя облученных крыс зависит от длительности интервала трассировки.
В этом исследовании гиппокамп было подчеркнуто как жизненно важные для посреднических трассировки ECC и когда оспаривается неонатальной алкоголя экспозиции, экспонатов нейронных связанных с ущербом, отраженных от дефектов в приобретении трассировки CRs. Он должен, однако, предупредил, что мозжечка мозг стволовых схемотехника, особенно interpositus ядра, имеет важное значение для многих аспектов ECC, включая приобретение, выражения и топографических особенностей территории ЧР, в зависимости от типа задачи ECC, включая трассировки ECC36,40,55,,5859. Действительно этот нейронной цепи взаимодействует с гиппокампа для вождения выражение CRs во время высокого порядка форм ECC, например трассировки ECC60. Затрагивает ли воздействия алкоголя во время раннего развития мозга специально гиппокампа функции в трассировке ECC не вполне ясно. Многие регионы различных мозга уязвимы для раннего оскорбления алкоголя, включая mPFC, мозжечок и гиппокампа18,19,23,47,,6162, и это очень вероятно, что алкоголь нарушает функционирование этих структур в различной степени и разной, но функционально важные различия во многих процедурах ECC. Несмотря на недостатки относительно толкования результатов трассировки ECC исследований успешное приобретение трассировки CRs было показано по крайней мере полагаться на нетронутыми гиппокампа, поддержанные животных поражения исследования42,44,63,64,65. Таким образом, эта процедура остается весьма ценным подход для демонстрации связи между воздействием развития алкоголя проследить кондиционером отвечает потому, что нейронная цепь, лежащие в основе его, гораздо лучше понимать чем другие гиппокампа зависимых задач, таких как место обучения в лабиринте Моррис воды, Роман объекта признания и контекстуальных и следа страха принадлежности.
ECC как поведенческих метод для «проба» познания, имеет широкое применение в области развития neuroteratology. Действительно недавние выводы из нашей лаборатории поддерживают понятие, что развивающихся гиппокампа очень чувствительна к воздействию алкоголя, которые могут быть уменьшены путем различных интервенционных стратегий18,47. Ключевым преимуществом здесь является, что с лучшего понимания алкоголя индуцированной трассировки ECC обучения дефицита, они могут быть прогнозирования других проблем в гиппокампа функций за пределами ассоциативные обучения - особенно известно для быть опосредовано же гиппокампа neurocircuitry.
Приложение трассировки ECC и его другие варианты (например, задержки, отмены, дискриминации, составные) для выяснения нейробиологических механизмов и нервной систем, участвующих в ассоциативные обучения, может быть расширено за пределы области исследований плода алкоголь. Например эта парадигма получил много внимания в случаях заболевания людей и животных моделей психиатрических условий, таких как шизофрения66,67, нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера68,69и наркотиков злоупотреблений70,,7172. Ее преимущества, как метода исследования для оценки neurocognitive функции и дисфункции очевидны таким образом во многих психологических и биомедицинских дисциплинах, включая нейронауки.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Эта работа была поддержана Грант для TDT от алкоголя Фонд медицинских исследований и напитки (ABMRF).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Neonatal Alcohol Exposure | |||
190 Proof Ethyl Alcohol (USP) | Pharmco-AAPER | 225-36000 [ECU Medical Storeroom] | Can be substituted; should be USP; avoid using 200 proof ethyl alcohol |
Container/Basket for Pups | Any | ||
Corn Oil | Any | Food grade | |
Heated Water Therapy Pump w/ Pads | Gaymar | TP-500 | To keep pups warm; can be substituted |
Hypodermic Needles 22G x 1 in, Sterile | Any | ||
Hypodermic Needles 30G x 1/2 in, Sterile | Any | ||
Isopropyl Alcohol 70% | EMD Millipore | PX1840-4 [Fisher Scientific] | Can be substituted; reagent grade www.fishersci.com |
Long-Evans Rats (Female and Male Breeders) | Charles River Laboratories | N/A [ECU Dept. of Comparative Medicine] | Age and weight need to be specified; pricing varies by these factors www.criver.com |
Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, 23 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2200 | For cutting PE tubing brisurgical.com |
Polyethylene 10 Tubing (0.011 in. I.D.; 0.024 in. O.D.) | BD Diagnostic Systems | 22-204008 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Polyethylene 50 Tubing (0.023 in. I.D.; 0.038 in. O.D.) | BD Diagnostic Systems | 22270835 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Regulated water heater or baby milk bottle warmer | Any | Optional; helps with warming up cold milk solutions | |
Tuberculin Syringes, Sterile, 1.0 ml | Any | ||
Tuberculin Syringes, Sterile, 10 ml | Any | Can be used to draw out ethyl alcohol or use appropriate size micropipet | |
Weigh Scale | Any | Should have good resolution (in gram units) | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
EMG Headstage Fabrication and Bipolar Electrode Modification | |||
Bipolar Electrode, 2 Channel SS Twisted | Plastics One, Inc. | MS303/2-B/SPC ELECT SS 2C TW .008" | Must specify custom length of 20 mm below pedestal www.plastics1.com |
Centi-Loc Strip Socket Insulator (aka, Micro Strip) | ITT Cannon / ITT Interconnect Solutions | CTA4-IS-60* or CTA4-1S-60* | *Depends on vendor; see www.onlinecomponents.com or www.avnetexpress.avnet.com |
Dental Pliers, Serrated | CMF Medicon | 390.20.05 | Can be substituted; use to crimp wires to male contact pins www.medicon.de |
Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, 23 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2200 | Only use to cut 3T wires; cutting 10T wires will damage the blade - use the blade of the wire stripper instead brisurgical.com |
PTFE-Coated Stainless Steel Wire, 10T (Bare Diameter .010 in) | Sigmund Cohn-Medwire | 316SS10T | www.sigmundcohn.com |
PTFE-Coated Stainless Steel Wire, 3T (Bare Diameter 0.003 in) | Sigmund Cohn-Medwire | 316SS3T | www.sigmundcohn.com |
Razor Blade | Any | To strip 1 mm from prongs of bipolar electrode | |
Relia-Tac Socket Contact Pin, Male | Cooper Interconnect | 220-P02-100 | See Allied Electronics Cat # 70144761 www.alliedelec.com |
Tweezers, High Precision, Serrated, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78314-00D | To grasp 10T wire firmly while stripping PTFE with smooth tweezers www.emsdiasum.com |
Tweezers, High Precision, Smooth, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78313-00B | www.emsdiasum.com |
Tweezers, Ultra Fine Tips, 4 3/4 in | Electron Microscopy Sciences | 78510-0 | To strip 1 mm of PTFE from one end of 3T wire; grasp shielded portion with smooth tweezers www.emsdiasum.com |
Wire Stripper, 16-26 AWG | Any | Use the blade end to cut micro strips | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Eyelid Surgery | |||
Surgical Instruments (High Quality Stainless Steel) | |||
2 x Dressing Forceps, 4 in Serrated | Biomedical Research Instruments | 30-1205 | Can be substituted; extra forceps for grasping electrodes/screws outside of surgery tray brisurgical.com |
Dressing Forceps, 3 in Serrated | Biomedical Research Instruments | 30-1200 | Can be substituted brisurgical.com |
Instrument Tray | Biomedical Research Instruments | 24-1355 | Can be substituted brisurgical.com |
Knife Handle No. 3, 5 in | Biomedical Research Instruments | 26-1000 | Can be substituted brisurgical.com |
Micro Dissecting Forceps, 3.5 in, Fine Points | Biomedical Research Instruments | 10-1630 | Can be substituted brisurgical.com |
Micro Dissecting Forceps, 3.5 in, Smooth Platform (0.3 x 5 mm) | Biomedical Research Instruments | 10-1720 | brisurgical.com |
Micro Dissecting Scissors, 3.5 in, Extremely Delicate, 15 mm Blades | Biomedical Research Instruments | 11-2000 | Can be substituted brisurgical.com |
Plain Splinter Forceps, 3.5 in | Biomedical Research Instruments | 30-1600 | Can be substituted brisurgical.com |
#10 Stainless Steel Surgical Blade for #3 Handle, Sterile | Any | Can be substituted | |
0-80 x 0.125 in Stainless Steel Screws | Plastics One, Inc. | 0-80 x 0.125 | Can be substituted www.plastics1.com |
Alcohol Prep Pads, Sterile | Fisher Scientific | 22-363-750 [Fisher Scientific | Can be substituted www.fishersci.com |
Betadine Povidone-Iodine | Purdue Frederick Co. | 6761815101 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Betadine Povidone-Iodine Prep Pads | Moore Medical | 19-898-946 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Cotton-Tipped Swabs, Autoclavable | Any | Typically 7.6 cm or 15.2 cm length | |
Drill Bit for Pin Vise, #55 (0.052 in) | Any | Metal should resist rusting and corrosion | |
Gauze Pads, 2 in x 2 in | Fisher Scientific | 22-362-178 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
General Purpose Latex/Nitrile/Vinyl Gloves | Any | ||
Glass Bead Sterilizer | Any | Sterilize instruments between surgeries | |
Heated Water Therapy Pump w/ Pads x 2 | Gaymar | TP-500 | Can be substituted; separate pumps are recommended - 1 for surgery, 1 for recovery |
Hypodermic Needles 26G x 3/8 in, Sterile | Any | ||
Isoflurane | Vedco | NDC 50989-150-12 | Manfacturer can be substituted; veterinary approval may be required |
Isoflurane Vaporizer System, Tabletop, Non-Rebreathing | Parkland Scientific | V3000PK | Can be substituted www.parklandscientific.com |
Jewelers Screwdriver w/ 1.8-2 mm Blade | Any | Metal should resist rusting and corrosion | |
Ortho-Jet BCA Package (Dental Cement) | Lang Dental | B1334 | Contains powder (1 lb) and liquid www.langdental.com |
Oxygen Tank with Pressure Regulator, Large | Local supplier | ||
Porcelain Crucible, High-Form, Glazed, 10 ml | CoorsTek, Inc. | 07-965C [Fisher Scientific] | Can be substituted with Fisher FB-965-I Wide-Form Crucible www.fishersci.com |
Puralube Veterinary Ophthalmic Ointment, Sterile | Henry Schein Company | NC0144682 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Quatricide PV-15 | Pharmacal | PV-15 | Antimicrobial disinfectant; can be substituted www.pharmacal.com |
Rat Gas Anesthesia Masks for Stereotaxic Surgery | Stoelting Company | 51610 | www.stoeltingco.com |
Rat Stereotaxic Apparatus w/ Ear Bars (45 Degree) | Any | 45 degree bars are recommended to prevent damaging eardrums | |
Roboz Surgical Instrument Milk | Roboz Surgical | NC9358575 [Fisher Scientific] | Can be substituted; for lubricating instruments during autoclaving www.fishersci.com |
Rodent Hair Trimmer | Any | ||
Sodium Chloride | Fisher Scientific | S641-500 [Fisher Scientific] | To make 0.9% saline; reagent grade; USP www.fishersci.com |
Stainless Steel Microspatula (Blade: 0.75 L x 0.18 in. W) | Fisher Scientific | 21-401-15 [Fisher Scientific] | Can be substituted www.fishersci.com |
Starrett Pin Vise, 0.000 in - 0.055 in | Any | Nickel-plated or equivalent recommended to resist rusting and corrosion | |
Sterile Surgical Gloves | Any | ||
Sterilization Wraps, 20 in x 20 in, Autoclavable | Propper Manufacturing | 11-890-8C [Fisher Scientific] | Useful for wrapping autoclavable supplies and on sterile field during surgery www.fishersci.com |
Surgical Drape, Sterile/Autoclavable | Any | May need to cut to size for rats | |
Surgical Gown* | Any | *If required by IACUC | |
Surgical Mask | Any | ||
Tuberculin Syringes, Sterile, 1.0 ml | Any | ||
Weigh Scale | Any | Should have good resolution (in gram units) | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Eyeblink System and Components (assuming 4-rodent system) | |||
5 Channel Commutator x 4 | Plastics One, Inc. | SL2 + 3C | www.plastics1.com |
Bipolar Electrode Cable, Dual 305 x 4 | Plastics One, Inc. | 305-305 80CM TT2 (C) | Provides plug end to bipolar electrode on rat and to commutator; must be modified www.plastics1.com |
Cable, 5 Channel, Shielded, 26 AWG x 4 | Any | To fabricate commutator cable; this must be made from scratch | |
Chamber for Operant Test Box (Inside: 24 H x 23 W x 14 D in) x 4 | Med-Associates | Can be substituted; inner dimensions should fit operant test box comfortably, with room for acoustical foam; fit with fan - 55-60 dB www.med-associates.com | |
Eyeblink System and Software | JSA Designs | N/A | Proprietary and customized for research lab |
Heat Shrink Tubing (3/16 in, 1/4 in, 3/8 in, 1/2 in Diameters) | Any | To protect modified commutator cable soldered ends and splices | |
Melamine Triple Peak Acoustical Foam w/Black Hypalon (24 x 48 in) | McMaster-Carr | 9162T5 | Can be substituted; cut to fit 4 housing chambers www.mcmaster.com |
Operant Test Box (Exterior 12.5 L x 10 W x 13.5 in H), Complete x 4 | Med-Associates | ENV-007 Custom Package | With stainless steel grid floor and custom top (3 in hole in center for commutator cable) www.med-associates.com |
Oscilloscope (Optional) | Any | Recommended minimum specs: 200 MHz analog bandwidth, 1 GS/s real-time sampling, 4 channels; see www.picotech.com /td> | |
Piezo Tweeters (Speakers) x 4 (7 x 3 in) | MCM Electronics | 53-805 | Must match frequency range specifications for eyeblink system (2500 Hz - 25 KHz) www.mcmelectronics.com |
Soldering Station, Solder, Flux, Tinner | Any | For soldering 26 AWG cables to female sockets (that fit male relia-tac contact pins) and bipolar plugs | |
Stimulus Isolators x 4 | WPI International | A365 | These units run on 16-9V alkaline batteries; a suitable rechargeable version (A365R) is available www.wpiinc.com |
Tripolar Electrode Cable for SL3C Commutator x 4 | Plastics One, Inc. | 335-335 80cm TT3 C | Provides plug end to EMG headstage on rat and to commutator; must be modified www.plastics1.com |
USB LED Lights x 4 | Any | USB-based lights do not cause electrical "noise" with the EMG signals from the rats www.plastics1.com | |
Webcams x 4, Surveillance Software | Any | ||
PC Computer Running MS Windows OS | Any |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены