行為學實驗手冊︱學習記憶之RM、NORT、TC的原理與應用

這期主要聚焦于學習記憶三類常規(guī)使用的開放性迷宮：

• RM：Radio-Maze（放射迷宮）
• NORT：New Object Recognize Test（新物體識別）
• TC：Three Chamber（三箱社交）

01.實驗原理
放射迷宮是由Olton等人于20世紀70年代中期創(chuàng)建，根據(jù)實驗目的和選擇放射臂數(shù)目不同，可分為8、16、24、32、40、48臂迷宮。其中，八臂放射狀迷宮應用較廣泛。它主要是利用限食手段，以此提高動物對食物的渴望，驅使動物對有食物的迷宮各臂進行探究，記住食物在迷宮中的空間位置。

02.參考文獻

• Ortega-Alvaro Antonio, Gibert-Rahola Juan, Micó Juan A, Influence of chronic treatment with olanzapine, clozapine, and scopolamine on performance of a learned 8-arm radial maze task in rats.[J].Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 2006, 30: 104-11.

 

• Suzuki S, Augerinos G, Black A H . Stimulus control of spatial behavior on the eight-arm maze in rats[J]. Learning & Motivation, 1980, 11(1):1-18.

03.實驗材料
八臂迷宮，攝像系統(tǒng)，Smart V3.0行為學視頻記錄分析軟件。

04.實驗方法
（1） 實驗開始前：對動物進行節(jié)食，使動物體重保持在正常體重的85%-90%，第一次試驗前動物需禁食一天；

（2）實驗1-3天：在迷宮各臂及中央?yún)^(qū)域放置食丸，每個區(qū)域放3-5個，每次同時放入4只動物在迷宮中間，讓動物自由活動10分鐘；

（3） 實驗第4天：開始進行單只動物實驗。在迷宮各臂靠近食槽處放置一個食丸，將動物放到迷宮中心區(qū)域進行自由探索，食丸吃完或自由活動10分鐘后結束任務，每天2次；

（4）實驗第5天：將食丸放到食槽中，將動物放在迷宮中心區(qū)域進行自由探索，食丸吃完或自由活動10分鐘后結束任務，每天2次；

（5）實驗第6天開始：隨機選擇四個臂，在食槽中放入食丸。關閉各個臂門，讓動物在中央?yún)^(qū)域自由活動30s，打開臂門讓動物自由活動。食丸吃完或自由活動10分鐘后結束任務，每天2次，間隔1小時以上；

（6）當對照組動物連續(xù)5次實驗，工作記憶錯誤為0，參考記憶錯誤平均不大于1時，結束實驗。

05.數(shù)據(jù)分析
（1）記錄四種數(shù)據(jù)隨學習時間變化的曲線，錯誤次數(shù)降低越快，完成任務時間越短，說明動物學習記憶能力越強

• 工作記憶錯誤：同一次訓練中動物進入已吃過食物的臂的次數(shù)
• 參考記憶錯誤：動物進入不曾放過食物臂的次數(shù)
• 總入臂次數(shù)
• 完成任務總時間

（2）采用單因素方差分析（one way-ANOVA），當多組間有差異時，兩兩比較采用Fisher's LSD post hoc多重比較方法

（3）P<0.05認為具有統(tǒng)計學顯著性差異

06.數(shù)據(jù)示例
 

07.注意事項

• 每只動物實驗結束后應進行環(huán)境清理，盡可能去除上一只動物的氣味
• 對于記憶學習快的動物，相對攝食較多，節(jié)食應該多一些

01.實驗原理
1988年，Ennaceur等研究人員基于動物天生對新奇物體的探索特性，建立了新物體識別。利用啃齒類動物天生喜歡接近和探索新奇物體的本能來檢測動物學習記憶能力。由于該方法不需要學習訓練，無需禁食禁水，不用施加懲罰或獎賞刺激，對動物的應激影響較小，與人類再認記憶檢測相似等優(yōu)點而被廣泛運用。

02.參考文獻

• Fernandez, D.C., Fogerson, P.M., Lazzerini Ospri, L., Thomsen, M.B., Layne, R.M., Severin, D., Zhan, J., Singer, J.H., Kirkwood, A., Zhao, H., et al. (2018). Light Affects Mood and Learning through Distinct Retina-Brain Pathways. Cell 175, 71-84 e18.

03.實驗材料

物體識別箱，攝像系統(tǒng)，Smart V3.0行為學視頻記錄分析軟件。
 

04.實驗方法

新物體識別

（1）適應期：1-3天，將動物放入空的物體識別箱中熟悉環(huán)境，每天一次，每次10分鐘

（2）熟悉期：適應期結束后，在箱體內(nèi)放置2個相同的物體，放入動物進行探索5-10分鐘

（3）實驗期：熟悉期結束后間隔一段時間（短期記憶推薦30分鐘，長期記憶推薦一天）， 將一個物體替換為一個形狀造型不同的物體，放入動物進行探索與熟悉期一致的時間

位置物體識別

（1）適應期：1-3天，將動物放入空的物體識別箱中熟悉環(huán)境，每天一次，每次10分鐘

（2） 熟悉期：適應期結束后，在箱體內(nèi)放置2個相同的物體，放入動物進行探索5-10分鐘

（3）實驗期：熟悉期結束后間隔一段時間（短期記憶推薦30分鐘，長期記憶推薦一天）， 將一個物體變更一個位置擺放，放入動物進行探索與熟悉期一致的時間

05.數(shù)據(jù)分析

（1）動物分別對兩個物體的嗅探觀察時間，觀察兩個物體時間的比例

• 熟悉期：若動物對一個物體觀察時間占比大于60%，則需要剔除這只動物的數(shù)據(jù)
• 實驗期：動物對新物體觀察時間占比大于60%說明動物識別出了新物體; 記憶好壞程度主要與對照組觀察新物體的時間比例相比較得出結論

（2） 采用單因素方差分析（one way-ANOVA），當多組間有差異時，兩兩比較采用Fisher's LSD post hoc多重比較方法

（3） P<0.05認為具有統(tǒng)計學顯著性差異

06.數(shù)據(jù)示例
 

07.注意事項

• 每只動物實驗結束后應進行環(huán)境清理，盡可能去除上一只動物的氣味
• 物體建議使用形狀不同，顏色不同的物體，動物區(qū)分程度高

01.實驗原理
社交實驗是判斷動物社會活動的一種方法，在自閉癥的研究中有著廣泛的應用。由于嚙齒類動物天生喜歡接近和探索新物體，三腔社交實驗除了可以應用于自閉癥的研究，還廣泛用于學習記憶的研究中。本次介紹用三腔社交研究學習記憶的實驗方法。

02.參考文獻

• Donegan, M.L., Stefanini, F., Meira, T., Gordon, J.A., Fusi, S., and Siegelbaum, S.A. (2020). Coding of social novelty in the hippocampal CA2 region and its disruption and rescue in a 22q11.2 microdeletion mouse model. Nat Neurosci 23, 1365-1375.

03.實驗材料

三箱社交箱，攝像系統(tǒng)，Smart V3.0行為學視頻記錄分析軟件。

 

04.實驗材料實驗方法

一共包含5個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)檢測10min

（1）箱體熟悉期：將受測動物從中間箱體放入整個箱體中（不包含小鼠籠具），讓其自由活動10min

（2）籠具+箱體熟悉期：將動物籠具放入箱體，隨后將動物放入箱體內(nèi)熟悉整體環(huán)境，讓其自由活動10min

（3）社交熟悉期：在左右籠具中均加入同籠動物1只，隨后將實驗動物放入其中，另其自由活動嗅探10min

（4）新動物社交實驗檢測：將其中一個籠具動物換為與實驗鼠非同籠、陌生動物，隨后將實驗鼠放入箱體進行社交實驗監(jiān)測，自由活動10min。

（5）熟悉社交實驗監(jiān)測：將步驟4中被替換掉小鼠放回原籠具，再次將實驗鼠放入箱體內(nèi)，進行熟悉社交檢測。



05.數(shù)據(jù)分析

（1）動物的交互行為有多種評判標準，SMART3.0根據(jù)自己獨特的算法，可以更為精確的判斷交互行為。

（2）動物分別與兩只鼠（籠子）產(chǎn)生交互行為的時間，與兩只鼠（籠子）產(chǎn)生交互行為時間的比例

• 測試期1：主要進行動物社交行為測試。若動物有社交的傾向，則與左側有動物的籠子的交互時間會比右側空籠子的交互時間長，交互時間占比大于60%。
• 測試期2：主要進行動物記憶能力測試。若動物短期記憶能力良好，則與右側新動物的交互時間會比左側動物的交互時間長，交互時間占比大于60%。

（3）采用單因素方差分析（one way-ANOVA），當多組間有差異時，兩兩比較采用Fisher's LSD post hoc多重比較方法

（4） P<0.05認為具有統(tǒng)計學顯著性差異

06.數(shù)據(jù)示例

07.注意事項

• 每只動物實驗結束后應進行環(huán)境清理，盡可能去除上一只動物的氣味
• 選擇社交籠中的動物時，推薦選擇同品系，同周齡的異性動物，會讓動物更加傾向于進行交互行為
• 社交實驗不同動物間會有很大的差異，建議實驗時加大每組的動物數(shù)量，建議每組使用15-18只動物
• 視頻軟件追蹤過程中，建議開啟三點識別，追蹤頭部軌跡，以頭部嗅探為社會交互。