التأثيرات التفاضلية للإثراء البيئي الموجز بعد العزلة الاجتماعية في الفئران الجزء الأول

خلاصة

يرتبط الإثراء البيئي (EE) في القوارض بمجموعة واسعة من الفوائد الفسيولوجية والعاطفية والمعرفية. يتم استخدام حالة السكن المعاكسة ظاهريًا، وهي العزلة الاجتماعية (SI)، كنموذج للإجهاد لدى القوارض، مما يؤثر سلبًا على العديد من الآليات العصبية الحيوية ويعوق الإدراك. أداء.

الإدراك والذاكرة هما جانبان مهمان للغاية في دماغنا. يشير الإدراك إلى قدرتنا على معالجة المعلومات، بما في ذلك الاهتمام والتفكير والاستدلال والحكم وحل المشكلات. تشير الذاكرة إلى القدرة على حفظ واسترجاع المعلومات، بما في ذلك التخزين قصير المدى، والتخزين طويل المدى، والاستدعاء.

ومع ذلك، يمكن أن تتداخل العديد من العوامل في الحياة مع إدراكنا وذاكرتنا، مثل القلق والتوتر وقلة النوم والنظام الغذائي غير الصحي وما إلى ذلك. دعونا نلقي نظرة على كيفية تأثير هذه العوامل على إدراكنا وذاكرتنا.

القلق والتوتر: عندما نشعر بالتوتر والقلق والتوتر، فإن الهرمونات التي يفرزها الدماغ يمكن أن تعيق إدراكنا وذاكرتنا. لا تؤثر هذه العوامل على قدرتنا على التفكير واتخاذ القرارات فحسب، بل تتداخل أيضًا مع تركيزنا وذاكرتنا.

قلة النوم: النوم هو وقت مهم لإصلاح الدماغ وإعادة شحنه. عندما نفتقر إلى النوم، لا يستطيع الدماغ الحصول على الراحة الكافية، مما قد يؤدي إلى مشاكل في الإدراك والذاكرة، مثل النسيان وصعوبة التركيز.

النظام الغذائي غير الصحي: النظام الغذائي مهم لصحتنا الجسدية، ولكنه يمكن أن يكون له أيضًا تأثير على إدراكنا وذاكرتنا. بعض العادات الغذائية التي تعاني من نقص التغذية، مثل الإفراط في تناول السكر والدهون المشبعة، يمكن أن تؤدي إلى تدهور الإدراك والذاكرة.

ولحسن الحظ، هناك بعض السلوكيات الإيجابية التي يمكننا القيام بها لتعزيز إدراكنا وذاكرتنا. يحب:

1. ممارسة التمارين الرياضية، والتي يمكن أن تساعدنا في تقليل التوتر والقلق وتحسين مهارات التركيز والتفكير.

2. حافظ على عادات نوم جيدة وتأكد من حصولك على وقت راحة كافٍ كل ليلة، مما يمكن أن يساعد أدمغتنا على الإصلاح وإعادة الشحن بشكل كامل.

3. حافظ على نظام غذائي صحي، وقلل من تناول السكر والدهون المشبعة، وتناول المزيد من الأطعمة الصديقة للدماغ مثل الأسماك والمكسرات.

باختصار، الإدراك والذاكرة مهمان جدًا لحياتنا اليومية. نحن بحاجة إلى الاهتمام بالصحة الجسدية والعقلية واعتماد بعض أنماط الحياة النشطة والصحية لتعزيز الإدراك والذاكرة لدينا. يمكن ملاحظة أننا بحاجة إلى تحسين ذاكرتنا. يمكن لـ Cistanche deserticola أن يحسن الذاكرة بشكل كبير لأن Cistanche deserticola هي مادة طبية صينية تقليدية لها العديد من التأثيرات الفريدة، أحدها هو تحسين الذاكرة. تأتي فعالية اللحم المفروم من المكونات النشطة المختلفة التي يحتوي عليها، بما في ذلك الأحماض والسكريات والفلافونويد وغيرها. ويمكن لهذه المكونات تعزيز صحة الدماغ بطرق مختلفة.

انقر فوق تعرف على 10 طرق لتحسين الذاكرة

أنتجت التصميمات التجريبية التي تتضمن التبديل بين ظروف السكن هذه نتائج مختلطة. قمنا بتقييم التأثيرات السلوكية والمعرفية المختلفة لـ EE القصيرة بعد الإجهاد الناجم عن SI على المدى الطويل. لقد كشفنا عن تأثير التخصيب بعد 30 يومًا من العزلة على اليأس السلوكي، والسلوك الشبيه بالقلق، والذاكرة العاملة المكانية لدى ذكور فئران ويستار البالغة، ووجدنا تأثيرًا كبيرًا مزيلًا للقلق في المجموعة التجريبية (من SI إلى EE). ومن المثير للاهتمام أن الفئران المعرضة لـ EE أظهرت أيضًا زيادة في اليأس السلوكي مقارنة بمجموعة التحكم (SI المستمر).

لم يكن هناك اختلاف في أداء الذاكرة العاملة المكانية في نهاية 5-اختبار متاهة مياه النهار (WYM). ومع ذلك، أظهرت حيوانات SI إلى EE أداء أفضل للذاكرة في أول يومين من WYM، مما يشير إلى التعلم بشكل أسرع. تمشيا مع هذا الاختلاف ، سجلنا عددًا أكبر بكثير من خلايا c-Fos الإيجابية المناعية (c-Fos +) في القشرية خلف الطحال وحول الأنف في حيوانات SI إلى EE.

ولم تظهر النوى الجانبية والقاعدية الجانبية للوزة مثل هذا الاختلاف. تشير هذه النتائج إلى أن الإثراء القصير بعد ضغوط العزلة يؤدي إلى نتائج متباينة في الأنظمة العاطفية والمعرفية.

الكلمات الدالة

الإثراء البيئي · العزلة الاجتماعية · اختبار السباحة القسري · المرتفع بالإضافة إلى المتاهة · ج-فوس · الذاكرة المكانية.

مقدمة

قد يعجل الإجهاد المزمن بتطور عدة أنواع من الأمراض النفسية، بما في ذلك الاكتئاب واضطرابات القلق واضطراب ما بعد الصدمة (كوين، 1991؛ ماكيوين، 2004).

تعمل أنواع مختلفة من الضغوطات على مسارات بيولوجية عصبية معينة (Alleva & Santucci، 2001) ولها تأثيرات تفاضلية على المستويات العصبية والهرمونية والسلوكية (Oishi et al.، 2003؛ Pijlman et al.، 2003). أدلة من الإنسان (Cacioppo & Hawkley, 2003) ودراسات حيوانية أخرى (Cacioppo et al., 2015; Filipovic et al.,2017) تثبت أن الضغوطات النفسية الاجتماعية تؤدي إلى نتائج فسيولوجية وعاطفية فريدة من نوعها، لم يتم ملاحظتها مع الأنواع الأخرى من الضغوطات.

تُعد العزلة الاجتماعية (SI)، وهي ظاهرة منتشرة على نطاق واسع خلال جائحة فيروس كورونا ({0}} (أونال، 2021)، مصدرًا رئيسيًا للضغط النفسي الاجتماعي المرتبط بالمشاكل الصحية، بما في ذلك الاكتئاب (هاوس وآخرون، 1988). لتقليد الذكاء الاصطناعي البشري في النماذج الحيوانية، يتم تعريض القوارض لسكن فردي مع تحفيز سمعي وشمي منتظم ولكن مدخلات بصرية وملموسة محدودة (Garzón & Del Río، 1981).

تُظهر القوارض التي تعيش بشكل فردي ضعفًا طويل الأمد في سلوك البحث عن المكافأة والمهام المعرفية المختلفة، وغالبًا ما يكون مصحوبًا بمستويات متزايدة من القلق والسلوك الشبيه بالاكتئاب (Carnevali et al.، 2012؛ Nakayasu & Ishii، 2008؛ Von Frijtaget al.، 2000).

يعيق SI طويل المدى تكوين الخلايا العصبية في الحصين (Stranahan et al.، 2006)، ويسبب خلل التنظيم اللاإرادي والقلب (Grippo et al.، 2007)، ويغير الاستجابة الالتهابية العصبية للسكتة الدماغية (Karelina et al.، 2009).

تم اختبار عدة أشكال من العلاج غير الدوائي لمنع أو عكس آثار الإجهاد طويل الأمد في القوارض. أثبت الإثراء البيئي (EE)، الذي طرحه دونالد هيب (1947)، نجاحه الكبير في منع التأثيرات الضارة لمختلف أشكال الإجهاد المزمن، بما في ذلك SI. حولت الدراسات الرائدة في الستينيات EE إلى نموذج سلوكي قياسي للقوارض (Rosenzweig, 1966; Rosenzweig et al., 1962)، من خلال إظهار تأثيرات المحفزات البيئية على مجموعة متنوعة من المعلمات البيولوجية العصبية واسعة النطاق، مثل "الوزن الإجمالي للدماغ" أو " إجمالي محتوى الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي" في الدماغ (بينيت وآخرون، 1969؛ روزنزويج وآخرون، 1967؛ روزنزويج وبينيت، 1969).

أظهر العمل اللاحق آثاره التحسينية على الأمراض التنكسية العصبية، وإصابات الدماغ المؤلمة، واضطرابات النمو العصبي، والأمراض النفسية، مثل الفصام، والاكتئاب، والقلق (Laviola et al., 2008; Nithianantharajah & Hannan, 2006; Renoiret al., 2013). أنتجت تطبيقات EE نتائج متسقة في عكس الخلايا العصبية (Biggio et al.، 2019؛ Cao et al.، 2018؛ Monteiro et al.، 2014)، والفسيولوجية (Vitalo et al.، 2012؛ Watanasriyakul et al.، 2019)، والمعرفية. (لامبرت وجيليت، 2021) عجز SI ولكنه أدى إلى نتائج مختلطة فيما يتعلق بعواقبه العاطفية.
أنتج التحول من SI إلى EE تأثيرًا مضادًا للاكتئاب في الفئران (Brenes et al.، 2020) وفئران الحقل الأحادية اجتماعيًا (Grippo et al.، 2014؛ Normann et al.، 2021). بالنسبة للسلوك الشبيه بالقلق، لوحظ تأثير مزيل للقلق في الفئران بعد التحول من SI إلى EE (Mora-Gallegos & Fornaguera، 2019)، على عكس تجارب EE التي لا تتضمن أي تغيير في الظروف المعيشية (Peña et al.، 2006).

وجدت دراسة حديثة تأثيرًا مهمًا مزيلًا للقلق في فئران البراري عندما قدمت EE فرصة لممارسة التمارين التطوعية (نورمان وآخرون، 2021). في المقابل، لاحظت دراسة أخرى تطبق مفتاح SI إلى EE أن الفئران المعزولة لديها مستويات أقل من القلق مقارنة بالفئران المجمعة (Lopez & Laber، 2015).

للحصول على فهم شامل لآثار EE على SI على المدى الطويل، قمنا بتقييم اليأس السلوكي، والسلوك الشبيه بالقلق، والذاكرة العاملة المكانية في نفس التصميم التجريبي. نحن نجمع هذه النتائج السلوكية مع الكيمياء المناعية لبروتين c-Fos ونكشف عن الارتباطات العصبية لإجراء EE في الهياكل القشرية واللوزية المختلفة.

غالبًا ما تستخدم دراسات العزلة والإثراء اليأس السلوكي وانعدام التلذذ - وهما نمطان ظاهريان نفسيان يلخصان أمراض الاضطرابات الاكتئابية (Carrier & Kabbaj، 2012؛ Djordjevic et al.، 2012؛ Gould & Gottesman، 2006؛ Zlatkovic et al.، 2014).

توضح الدراسات التي تستخدم الحيوانات التي تعيش في مجموعات كعنصر تحكم أن 21-الإجهاد اليومي يؤدي إلى اليأس السلوكي، والذي يُعرف بأنه زيادة عدم القدرة على الحركة في اختبار السباحة القسري (FST) (أونال وكانبيلي، 2019)، بالإضافة إلى انعدام التلذذ، والذي ينعكس في انخفاض تفضيل غير مقبول. على النقيض من SI، توفر إجراءات التخصيب تأثيرات علاجية لكلتا الظاهرتين (Ashokan et al.,2018; Mitra & Sapolsky, 2009; Veena et al., 2009).

أدى العمل المذكور أعلاه باستخدام مفتاح العزل إلى الإثراء إلى تكرار هذه النتائج، مما أظهر تأثيرًا مضادًا للاكتئاب في مجموعة EE (Brenes et al.، 2020؛ Grippo et al.، 2014؛ Normann et al.، 2021).

على عكس نماذج القوارض للسلوك الاكتئابي، أنتجت مقاييس القلق نتائج متناقضة في الأبحاث التي تشمل إما SI أو EE. أبلغت العديد من دراسات EE طويلة المدى عن تأثيرات مزيلة للقلق (Brenes Sáenz et al.، 2006؛ Harati et al.، 2013؛ Leal-Galicia et al.، 2007؛ Leal-Galiciaet al.، 2008؛ Peña et al.، 2006). بينما لم يجد البعض الآخر أي تغيير في الأداء في المتاهة الزائدة المرتفعة (EPM) (Goes et al.، 2015)، أو أبلغوا عن تأثير معاكس ومزيل للأكسجين (Mann & Gervais، 2011).

آثار SI على السلوك المشابه للقلق أنتجت أيضًا نتائج مختلطة (Butler، Carter، &Weiner، 2014b)؛ تم الإبلاغ عن بعض تأثيرات مزيل القلق (Chappellet al.، 2013؛ McCool & Chappell، 2009؛ Zhang et al.، 2012)، في حين لم يظهر البعض الآخر أي تأثير لـ SI على تفضيل الذراع في EPM (Butler، Ariwodola، & Weiner، 2014a؛ Butler، Carter وآخرون، 2014؛ سيمبسون وآخرون، 2012).

يستمر هذا التناقض في التجارب القليلة التي تتضمن SI إلى EEswitch. تم العثور على تأثير مزيل للقلق في فئران البراري (نورمان وآخرون، 2021)، بينما لم يلاحظ أي تغيير كبير في الفئران (Mora-Gallegos & Fornaguera، 2019)، وتم العثور على تأثير مزيل القلق في الفئران المخصبة (Lopez & Laber، 2015). .

تعتبر التأثيرات المعرفية للتحول من SI إلى EE واضحة مقارنة بالعواقب العاطفية.

أنواع مختلفة من SI تضعف الذاكرة العاملة المكانية لدى البشر (Volkers & Scherder، 2011) والحيوانات الأخرى (Fischer et al.، 2012؛ Gregory & Szumlinski، 2008؛ Zorzoet al.، 2019)، خاصة عندما يتم تقديمها بعد الفطام (Kosten et آل، 2012). في المقابل، تعمل كفاءة الطاقة على المدى الطويل على تحسين عدة أنواع من الذاكرة (Harati et al., 2011)، كما لوحظ في متاهة الذراع الشعاعية (Bell et al., 2009)، ومتاهة Hebb-Williams (كوباياشي وآخرون، 2002)، و متاهة موريس المائية (نيلسون وآخرون، 1999؛ شريفير وآخرون، 2002).

كما هو الحال في بروتوكولات العزل، فإن ظهور التأثيرات المعرفية التالية لـ EE يعتمد على الوقت. بيرش وآخرون. (2013) أظهر أن فترة كفاءة الطاقة 6-أسبوع متواصل، ولكن ليس 3 أسابيع، كانت قادرة على تحسين الذاكرة العاملة. ارتبطت الزيادة في أداء الذاكرة التي قادتها EE باللدونة التشابكية طويلة المدى (ستاينت آل.، 2016) وتولد الخلايا العصبية الحصينية (نيلسون وآخرون، 1999).

قد تظهر أو قد تظهر التأثيرات المعرفية الإيجابية لـ EE بعد نموذج الإجهاد. أظهرت بعض الدراسات أن كفاءة الذاكرة المكانية قصيرة المدى بعد الإجهاد المزمن تغلبت على العجز الناجم عن الإجهاد في الذاكرة المكانية (Hutchinsonet al., 2012; Veena et al., 2009)، بينما أشارت دراسات أخرى إلى أن أداء الذاكرة المكانية بعد الإجهاد الحاد لم يتأثر بظروف السكن (Del أركو وآخرون، 2007؛ غاريدو وآخرون، 2013؛ سيغوفيا وآخرون، 2008).

كانت إعادة التنشئة الاجتماعية في الأقفاص القياسية التي تتبع SI كافية للتغلب على العيوب المعرفية الناجمة عن نموذج الإجهاد هذا (Chenet al.، 2016). أدى تحويل الفئران المسنة من SI إلى EE لمدة 3 أشهر إلى أداء أفضل في متاهات الزقاق العمياء المعقدة، في حين أن التحول من الأقفاص القياسية أو المخصبة إلى العزلة أضعف هذا الأداء (Winocur، 1998).

تظهر هذه الدراسات إجمالاً أن التغيرات العاطفية والمعرفية التي يلاحظها الإثراء غالبًا ما تتطلب فترات طويلة نسبيًا من السكن التفاضلي. تم استخدام نماذج التخصيب المختصرة أو الحادة في الغالب في دراسات استهلاك السكروز المذكورة أعلاه (Grimm et al.، 2013؛ Grimm et al.، 2018؛ Grimm et al.، 2019؛ Slaker et al.، 2016).

لم تقم أي دراسة بالتحقيق في آثار EE القصيرة بعد إجهاد العزلة على المدى الطويل. لذلك، قمنا باختبار ما إذا كان التلاعب في كفاءة الطاقة لمدة قصيرة جدًا لمدة 3-يوم يمكن أن يعكس التغيرات العاطفية والمعرفية التي يسببها الإجهاد طويل الأمد الناجم عن SI في فئران ويستار البالغة.

قمنا بتقييم اليأس السلوكي في FST، والسلوك الشبيه بالقلق في EPM، والنشاط الحركي في اختبار المجال المفتوح (OFT)، وأداء الذاكرة العاملة المكانية في مهمة Y-maze (WYM) المائية. تم تسجيل النشاط المناعي لـ c-Fos وارتباطه في الهياكل القشرية واللوزية المختلفة المرتبطة بالذاكرة.

المواد والأساليب

المواضيع
تم وضع ذكور فئران ويستار البالغة (290-340 g, n=16) في المنزل بشكل فردي (21 ± 1 درجة؛ ~50% رطوبة؛ 12:12 دورة نهارية/ليلية، الأضواء مضاءة في الساعة 7:00 صباحًا) ) في أقفاص SI صغيرة (36.5 × 16.5 × 12.5 سم) لمدة 30 يومًا حتى يتم تقسيمها إلى ظروف تجريبية وتحكمية بناءً على وزن الجسم والقفص المنزلي (الشكل 1).

تم وضع الحيوانات في المجموعة التجريبية (n=8) معًا في قفص EE واحد كبير (SI إلى EE)، بينما ظلت حيوانات التحكم (n=8) في أقفاص SI الخاصة بها (SI المستمر). تم توفير الغذاء والماء حسب الرغبة لكلتا المجموعتين طوال فترة التجربة. تم تنفيذ جميع الإجراءات وفقًا لما وافقت عليه لجنة الأخلاقيات بجامعة البوغازيتشي لاستخدام الحيوانات في التجارب.

قبل التجربة، تم إيواء الحيوانات في أقفاص قياسية تحتوي على أربعة حيوانات. تأتي الحيوانات الستة عشر في الدراسة والحيوانات الثمانية في كل مجموعة من 4 أقفاص منزلية مختلفة.

التصميم التجريبي والإثراء البيئي

بعد 30 يومًا من SI، تم نقل نصف الفئران إلى EEcage وبقيت هناك لمدة 10 أيام حتى تثبيت التروية (الشكل 1). بدأ الاختبار التجريبي مع FST بعد 3 أيام من التخصيب (من مجموعة SI إلى EE) في اليوم 34 (الشكل 1).

تبع ذلك OFT وEPM وWYM. وفقًا لذلك، يعتمد تحليل اليأس السلوكي لليوم 2- FST على 3-4 يوم من الإثراء، في حين أن نتائج الاختبار النهائي، فإن 5-اليوم WYM يعكس 5-10 يومًا من السكن التفاضلي ( رسم بياني 1). تم ترطيب الحيوانات لمدة 24 ساعة بعد إعادتها إلى أقفاصها بعد تجربة WYM الأخيرة (الشكل 1).

تم تنفيذ إجراء EE (Hebb، 1947؛ Krech et al.، 1960) في زجاج شبكي شفاف مربع (66 × 66 سم). تحتوي على عجلة جري، ومرآة صغيرة، وصندوق عش (10 × 10 × 10 سم)، ومنحدر متصل بمنصة (25 × 25 سم) على ارتفاع 20 سم فوق مستوى سطح الأرض، وستة ألعاب بلاستيكية مختلفة يتم إعادة ترتيبها يوميًا. كإجراء تخصيب إضافي، تم التعامل مع الحيوانات يوميا لمدة 2 دقيقة تقريبا.

اختبار السباحة القسري

اختبار FST هو اختبار سلوكي مسبب للتوتر تم تطويره لتقييم فعالية العوامل المضادة للاكتئاب والتلاعب في القوارض (Porsolt et al., 1977; Unal & Canbeyli,2019).

تم تقييم استجابة الإجهاد للاختبار، والمعروفة باسم اليأس السلوكي، على مدى يومين متتاليين في أسطوانة من زجاج الأكريليك (القطر: 30 سم، الارتفاع: 45 سم) مملوءة بـ 30 سم من الماء عند درجة حرارة 25 ± 0.5 درجة. باتباع الإجراء القياسي في الفئران، تم وضع كل حيوان في غرفة FST لمدة 15 دقيقة في يوم التأقلم/الاختبار القبلي (FST -1) ولمدة 5 دقائق في يوم الاختبار (FST -2) الذي تم إجراؤه بعد 24 ساعة (بورسولت آل، 1977).

بعد FST-2، تم وضع كل حيوان في قفص قياسي للتجفيف لمدة 30 دقيقة ثم إعادته إلى قفصه المنزلي. تم تسجيل كل جلسة بكاميرا فيديو وتم ترميزها بواسطة مراقبين أعمى عن الظروف التجريبية. تم حساب متوسط ​​فترات الجمود (درجات عدم الحركة) (موثوقية interterer: r=0.99) ومقارنتها باستخدام اختبار t للعينات المستقلة.

For more information:19450477648nn@gmail.com