J Vis Exp. 2015 Jan 20 (95). doi: 10.3791 / 52329.
Tomas D.1, Prijanto AH1, Burrows EL1, Hannan AJ1, Horne MK1, Aumann TD2.
Abstrakt
Lang anhaltende Veränderungen des Gehirns oder der „Plastizität des Gehirns“ liegen dem Anpassungsverhalten und der Hirnreparatur nach Krankheiten oder Verletzungen zugrunde. Darüber hinaus können Wechselwirkungen mit unserer Umwelt die Plastizität des Gehirns induzieren. Die Forschung versucht zunehmend herauszufinden, welche Umgebungen die Plastizität des Gehirns stimulieren, was für die Behandlung von Gehirn- und Verhaltensstörungen von Vorteil ist.
Es werden zwei Umweltmanipulationen beschrieben, die die Anzahl der Tyronen-Hydroxylase-Immunopositiven (TH +), dem geschwindigkeitsbestimmenden Enzym bei der Dopamin-Synthese (DA-Synthese), im erwachsenen Maus-Mittelhirn erhöhen oder verringern. Die erste besteht darin, männliche und weibliche Mäuse kontinuierlich für die 1-Woche zusammen zu paaren, was die mittleren TH + -Neuronen des Gehirns um etwa 12% bei den Männern erhöht, die mittleren TH + -Neuronen des Gehirns um etwa 12% bei den Frauen verringert.
Die zweite umfasst die kontinuierliche Unterbringung von Mäusen für 2 Wochen in "angereicherten Umgebungen" (EE), die Laufräder, Spielzeug, Seile, Nistmaterial usw. enthalten, wodurch die TH + -Neuronen des Mittelhirns bei Männern um etwa 14% erhöht werden.
Zusätzlich wird ein Protokoll für die gleichzeitige Infusion von Arzneimitteln direkt in das Mittelhirn während dieser Umweltmanipulationen beschrieben, um Mechanismen zu identifizieren, die der umweltbedingten Plastizität des Gehirns zugrunde liegen. Beispielsweise wird die EE-Induktion von mehr TH + -Neuronen des Mittelhirns durch gleichzeitige Blockade der synaptischen Eingabe in Neuronen des Mittelhirns aufgehoben. Zusammen zeigen diese Daten, dass Informationen über die Umgebung über synaptische Eingaben an Neuronen des Mittelhirns weitergeleitet werden, um die Expression von 'DA'-Genen ein- oder auszuschalten.
Daher kann eine geeignete Umweltstimulation oder ein gezieltes Ansprechen der zugrunde liegenden Mechanismen auf Medikamente hilfreich sein, um Gehirn- und Verhaltensstörungen zu behandeln, die mit Ungleichgewichten bei der DA des Mittelhirns verbunden sind (z. B. Parkinson-Krankheit, Aufmerksamkeitsdefizit- und Hyperaktivitätsstörung, Schizophrenie und Drogenabhängigkeit).
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